DE2737941B2 - Bodenverbesserungsmittel - Google Patents

Description

Es sind bereiis die verschiedensten Verfahren für die Verbesserung der Bodenstruktur, d. h. der Morphologie des Bodens, bekannt. So hat man den Grundböden schon organische polymere Zusatzstoffe einverleibt, um insbesondere die Bodenstruktur für den Ackerbau zu verbessern. Die in der GB-PS 7 62 995 und in der US-PS 26 25 529 beschriebenen wasserlöslichen Polyclektrolyte, beispielsweise Salze von hydrolysiertem Polyacrylnitril sowie Copolymerisate und Saize von Copolymerisaten aus Maleinsäureanhydrid und Vinylestern, sollen die feinen Bodenteil hen aggregieren und krumenähnlichc: Granulate bilden, wodurch sich die Porosität und Permeabilität, insbesondere von fonerdcbödcn, erhöhen läßt, welche nach m<:hrfa<"hen Zyklen des Naßwerdens und des Austrocknen.» zur Bildung von oberflächlichen Bodenkrusten neigen. Solche wasserlöslichen Polyelektrolyle sollen durch die Erdmasse hindurchdiffundieren, wobei das Bodenwasser als Trägermedium dient, und auf diese Weise eine Stabilisierung der Erdkrume bewirken. Salze hydrolysierter Acrylnitrile haban in den Copolymerisaten die Funktion der hydrophilen Komponente, welche die Wasserlöslichkeit sicherstellt. In der US-PS 28 89 320 werden polymere Zusatzstoffe beschrieben, welche aber keine Polyelektrolyten darstellen, beispielsweise N-Mcthylolpolyacrylamid, die gleichfalls feine Bodenteilchen aggregieren. Im allgemeinen sind diese natürlichen oder synthetischen organischen polymeren Stoffe im wesentlichen vollständig im Wasser löslich.

Gemäß weiteren Literaturstellen sollen wasserlösliche Kondensationsproduktc mit Tensideigenschaften in Form von Lösungen oder Emulsionen bzw. als Sprühpräparate auf Trägerstoffen für die Bodenverbesserung eingesetzt werden, um auf diese Weise clic Grenzflächenspannung zwischen fester Bodenphase und Bodenflüssigkeit zu verringern und dadurch die Aufnahme von Nahrungs- und Wachstumsstoffen durch die Pflanze zu erleichtern. F.s können auch Flockungsmittel mitverwendet werden, die dem Boden Krümclcharaktcr verleihen.

Als Mittel zur Verbesserung der Wasserhaltcfähigkcit der Roden sind auch schon unlösliche hydrophile organische Polymerisate verwende! worden (vgl. die US-PS Ji 36 129 und 39 00 578). Im allgemeinen quellen solche Polymerisate auf, wenn tier Boden bewässert wird und sie halten daher große Wassermengen zurück, wodurch dir Saugdruckbclastung der in solchen Böden wurzelnden Pflanzen abgeschwächf wird.

Für eine wirkungsvolle Verbesserung der Bodenstruktur kommt es im wesentlichen darauf an, sowohl die Luftaufnahmefähigkeit als auch die Wasserhaltefähigkeit des Bodens zu erhöhen, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, daß für die Pflanzenwurzel nur Wasser mit einem geringen negativen Potential wirklich verfügbar ist.

Stoffe, wie Torfmull, sind wegen ihres vitl zu hohen negativen Wasserpotentials daher keineswegs günstige Bodenverbesserungsmittel. Außerdem hat die Erfahrung gezeigt, daß Zusatzstoffe, welche die Wasserhaltefähigkeit des Bodens erhöhen, gleichzeitig dessen Luftspeicherung verschlechtern, da das gesamte Porensysiem mit Wasser gefüllt ist. Eine gleichzeitige Verbesserung von Luftaufnahmefähigkeit und Wasserhaltefähigkeit der Bodenmatrix konnte daher noch nicht realisiert werden.

Erfindungsgemäß gelingt es nun überraschenderweise, durch Auswahl eines unlöslichen Polyelektrolyten mit bestimmten Eigenschaften die Porenstruktur der Bodcnrnatrix so zu beeinflussen, daß mehr Poren zur Aufnahme von Luft zur Verfügung stehen, während den Pflanzenwurzeln das Wasser gleichzeitig mit einem solchen relativ kleinen negativen Potential angeboten wird, daß es auch tatsächlich von ihnen aufgenommen werden kann. Erfindungsgemäß ist es dadurch auch möglich geworden, die bisher bestehende morphologisch bedingte Zwangsbeziehung zwischen Luftaufnahmevermögen und Wasserhallefähigkeit zu entkoppeln, so daß eine Erhöhung der einen Größe nicht mehr zwangsläufig mit einer Verschlechterung der anderen Größe verbunden ist. Vielmehr lassen sich erfindungsgemäß beide wichtige Größen gleichzeitig verbessern und damit die Bodcnstruktur sehr günstig beeinflussen.

Das erfindungsgemäße Bodenverbesserungsmittel mit einem Gehalt an einem tcichcnförmigcn Polyelektrolyten ist dadurch gekennzeichnet, daß der Polyelektrolyi durch Vernetzung wasserunlöslich gemacht worden ist, eine Teilchengröße von 74 μΐη bis 2.38 mm aufweist, in Kontakt mit wäßrigen Flüssigkeiten in Hydrogele übergeht, mehr als das hundertfache seines Eigengewichts an destilliertem Wasser bzw. mehr als das Fünfundsiebzigfache seines Eigengewichts einer Standarddüngerlösung bzw. mehr als das Fünfzehnfache seines Eigengewichts einer 500 ppm Calciumionen enthaltenden Lösung reversibel sorbiert und desorbiert.

Der Ausdruck »wasserunlöslich machen« bedeutet dabei, daß der vernetzte Polyelektrolyt mindestens zu etwa 80% in wäßrigen Medien praktisch unlöslich ist.

Unter einer »Standarddüngerlösung« wird hier eine Lösung verstanden, welche insgesamt 200 ppm Stickstoff enthält und mittels eines Düngers hergestellt worden ist, der die Komponenten Stickstoff, P»O, (Phosphorsäure) und K>O (Pottasche) jeweils in einer Konzentration von 20% enthält. Eine solche Lösung wird auch durch die Zahlenfolge 20-20-20 charakterisiert.

Der Ausdruck »Polyelektrolyt« bezieht sich auf einen polymeren Stoff, der in der Hauptkette oder in Form von Seitengruppen positiv oder negativ geladene ionische Gruppen aufweist.

Die angegebene Teilchengröße bezieht sich auf die Polymerteiichen im entwässerten Zustand. Als Hydrogele weisen die Polymerteilchen eine bestimmte Mindestgelfestigkeit auf, die nachstehend noch weiter erläutert werden wird.

Das erfindungsgemäße Bodenverbesserungsmittel eignet sich auch zur Herstellung von Pflanzenwuchsmit-

lein, welche dazu dienen, die Keimung von Saaten und das Wachstum von jungen Pflanzen und Setzlingen zu fördern, während solche Pflanzen gleichzeitig einer geringeren Saugdruckbelastung ausgesetzt sind. Durch die gleichzeitig verbesserte Wasserhaltefühigkeit und Luftaufnahmefähigkeit wird nicht nur die Belüftung des Bodens erhöht, sondern die Bodenmasse kann auch größere Mengen an Bodenlösung absorbieren. Auf diese Weise läßt sich der Pflanzenwuchs auch dann fördern, wenn Wassermangel herrscht, wobei gleichzeitig die natürlichen Pflanzennährstoffe besser ausgenutzt werden, ir.sbesondere Düngemittelkomponenten, welche gegebenenfalls solchen Pflanzenwuchsmittel zugesetzt werden können. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel werden .lußerdem die Verluste beim Umpflanzen von Setzlingen verringert und den Pflanzenwuchs fördernde Stoffe sowie Pflanzenschutzmittel, wie Fungizide, Insektizide oder Nematozide können in ihrer Wirkung besser ausgenutzt werden.

Wenn die erfiridungsgemaßeri Bodenverbesserungsmittel in Pflanzenwuchsmittel mit aktiven Pflr.izenmodifizierungsmitteln kombiniert werden, dann wird die Wirksamkeit solcher Modifizierungsmittel sowohl bei Einsatz unterhalb der Bodenoberfläche als auch beim direkten Einsatz im Wurzelbereich besser ausgenutzt. Insbesondere ermöglichen es die crfindungsgemäüen Bodenverbesserungsmittel, daß Wasser oder wäßrige Lösungen reversibel in kontrollierten Mengen absorbiert und dann allmählich an die umgebende Bodenmasse abgegeben werden. Die crfindungsgemiißen Bodenverbesserungsmittel können außerdem einen speziellen Überzug aufweisen, wodurch das Vermischen mit Mutterböden erleichtert wird, welche kleine bis größere Wasscrmcngeii enthalten. Falls die Polymerteilchen mit einem Überzugsmittel modifiziert werden, so kann dieses in einer Menge bis zu 5 Gewichtsprozent vorhanden sein, und zwar in außerordentlich fcinvcrtciltcr Form.

Mittels der. rfindungsgcmäßcn Bodenverbesserungsmittel können Pflanzenwuchsmittel hergestellt werden, welche das Bodenverbesserungsmittel in einer Menge bis zu 32 g je Liter Bodenmassc enthalten. Das entspricht etwa 0,907 kg Polymcrtcilchcn je 0.02832 m¹ Bodenmassc. Auch in diesen Pflanzenwuchsmittel können die crfindurigsgcmäßcn Bodenverbesserungsmittel in Kombination mit einem Überzugsmittel vorliegen.

Die erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel bzw. die daraus hcrstu'lbarcn Pflanzenwuchsmittel können auch noch andere aktive Stoffe enthalten, bcispielswc.se Wasser, Dünger, Herbizide, Fungizide, Nematozide und/oder Insektizide, Konditionierungsmittel für den Boden, wie Sägemehl, sowie synthetische Konditionierungsmittel, beispielsweise eine Aggregation bewirkende Polyelektrolyte odei andere nachstehend noch näher erläuterte Zusatzstoffe.

Die erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel bzw. die daraus herstellbaren Pflanzenwuchsmittel können auch noch bekannte Verdünnungsmittel, Netzmittel und oberflächenaktive Mittel enthalten. Das erfindungsgemäßr Bodenverbesserungsmittel kann auch als solches als Wachsuimsmittel eingesetzt werden, insbesondere beim Einwurzeln von Pflanzenablegern oder beim Keimen von Saatgut. ι

Als anionische Polyclcktrolyt-Bodenverbesserungsmittel eignen sich im «ahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise die folgenden Polymerkomponenten: Salze von Polyäthylensulfonal, Polyslyrolsulfonat, hydrolysierten Polyacrylamide, hydrolysierteii Polyacrylnitrile^ carboxylieriem Polystyrol bzw. Salze von Copolymerisalen und Terpolymerisaten von Acrylverbindungen, substituierten Acrylverbindungen, Maleinsäureanhydrid und Äthylensulfonat mit Äthylen, Acrylsäureestern, Acrylamid, Vinyl- und Divinyläthern, Styrol, Acrylnitril bzw. Salze von Pfropfmischpolymerisaten, bei denen die Pfropfgrundlage ein Polyolefin, ein Polyälher, ein Polysaccharid ist und die aufgepfropften Monomere sich von Acrylsäure, Methacrylsäure, hydrolysiertem Acrylnitril oder Acrylamid, Äih\iensulfonai. Styrolsulfonai und carboxyliertem St> rol ableiten. Ferner kommen auch Salze von F-OIj¹..icchariden in Betracht, die durch eine Anlagerung von anionischen Gruppen modifiziert worden sind. Die mit solchen anionischen Polyelektrolyten assozrerte kationische Komponente ist vorzugsweise Kalium und/oder Ammonium.

Im Rahmen der Erfindung kommen 'Is Bodenverbes-

c Art in ticmii t f*\ ηΚί*Γ ;ϊι ir*H l^titinniCfHi* t-*c. \ \> r* 1 f L· ι rnl \»t λ ι η Betracht, beispielsweise die folgenden polymeren Komponenten: Polyaminsalze, quaternisierte Polyaminsalze, Polyvinyl-N-alkylpyridiniumsalze. Salze von

l^J^-Tetrahydro-U.ö-trimethylnaphthalinhalogeniden, beispielsweise von 3-Dimethylamino-n-propylchlorid, ferner Salze von Pfropfcopolymerisaten, beispielsweise von Polysacchariden, Stärke und Cellulose und von Polyolefinen und Polyäthern in Kombination mit beispielsweise 2-Hydroxy-3-methacΓyloxypΓopyltrimethylammoniumchlorid und schließlich Salze von Copclymcrisatcn oder quaternisicrten Copolymerisaten von Verbindungen der nachstehenden Formel

HN(CH₂ CIl-CH,),

(('11.,I₂N(CH₂CH- CH₂I₂CI
(H₁

CH, C COOCH₂CH₂N(CH₁L₁CH₁OSo.,

und von Acrylamid. Acrylnitril. Äthylen und/oder Styrol. Mit solchen kationischen Polyclektrolylcn ist vorzugsweise das Nitration als Anion assoziiert.

Die polymeren Polyelektrolyte weisen im allgemeinen einen pH-Wert im Bereich von 6 bis etwa 9 auf.

Die betreffenden wasserunlöslichen polymeren Polyelektrolyte können mit einer Vielzahl von Methoden hergestellt v/crden, beispielsweise durch chemische Vernetzung cdcr mittels einer durch ionisierende Strahlung erzielten Vernetzung. Prinzipiell kommt jede beliebige Vernctzungsmeihode in Betracht, mittels det Polyelektrolyte erhalten werden können, welche die voi stehend aufgezeigten Charakteristika haben.

Beispielsweise kann das Verfahren d':r US-PS 36 61 815 durch Einregelung des Verseifungsvorgangcs so modifiziert werden, daß man ein für die Zwecke der Erfindung geeignetes Pfropfpolymerisat aus Starke und Polyacrylnitril erhäl

Gemäß de US-PS 36 70 731 sind vernetztes sulfonicrtes Pwlyslyrol oder h.vdrolysiertes. linear aufgebautes Polyacrylamid, das mit einer mehl konjugierten Divinylvei bindung vernetzt ist, beispielsweise mit Methylen-bis-acrylamid, herstellbar. Andere Methoden zum IJnloslk'hmaehe..¹ und zum Vernetzen von ^(>olymerkomponentcn werden in den US-PS 30 40 7ib. 32 29 7h9 und 3b 69 103 beschrieben.

Geeignete Strahlungsquelle!! für ionisierende S·: .:|i-

hingen sirul Gammastrahlen erzeugende radioaktive Isotope, beispielsweise die Isotope Co"' und Cs''". sowie verbrauchte Kernbrennstoff deinen te. Röntgenstrahlungen, wie sie mitIcIs üblicher Rönlgcnstrahlröhren erzeug¹ werden, und Elektronen, welche mittels eines Van-de-Graff-ßeschleunigcrs erhalten werden. Elektronen die mittels Linearbeschleuniger oder mit Resonanztransformatoren erhalten werden. Geeignete ionisierende Slrahlungsqucllen für die /wecke der Erfindung haben im allgemeinen einen Cnergiepegcl im Bereich von 0.05 Ml.V bis etwa 20 MCV.

Durch eine Kontrolle der Vernct/iingsdichte lsi es beispielsweise möglich, Polyelektrolyte mit einer Gelie sligkeit von mehr als 0.021 kg/cm-' zu erhalten. Auch kann das Verhältnis von ionischen zu nicht ionischen Gruppen eingeregelt werden, so daß ein Endprodukt mit einer günstigen Wasserabsorpiionsfahigkeit und der erforderlichen Stabilität gegenüber mehrwertigen Kationen, wie Calcium, erhalten wird.

Die I·" i g. I und 2 erläutern die spezielle Wirkungswei-. se der erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel.

(·" i g. ! zeigt in vergrößertem Maßstab schematisch eine erfindungsgemäß modifizierte Bodenstruktur, welche polymere Polyeleklrolvttcilehen im wasserfreien Zustand enthält.

Γ i g. 2 zeigt im vergrößerten Maßstab eine entsprechende schematischc Darstellung der Bodenstruktur von I-" i g. 1. in der jedoch die polymeren Polvelcktroly tleilchen in gequollenem Zustand oder im Ilydrogel-Ziistand vorhanden sind.

In C i g. I wird mit 10 eine Bodenmasse oder Bodenstruktur bezeichnet, welche aus einer Vielzahl von Boclenteilehen 12 besteht, die statistisch angeordnet und aggregiert sind und dabei eine schwammartige Masse bilden, wodurch Poren 14 zwischen den einzelnen Teilchen 12 entstehen und ein untereinander verbundenes Netzwerk von Kanälen bilden, die die gesamte Bodenmasse durchdringen. Hbenso sind in der Bodenstruktur IO polymere Polyelektrolyttei]i_hen 20 gemäß der Erfindung im nicht aufgequollenen oder entwässerten Zustand statistisch verteilt. In I'ig. 2 sind die gleichen Polymerteilehen im wassergequollenen oder Hvdrogcl-Zustand wiedergegeben.

Durch Zusatz der erfindungsgemäßen polymeren Polyelektrolyttcilchen zu einer Bodenmasse wird deren Wasserhaltefähigkeit vergrößert. Dies beruht darauf, daß jedes Polvmertcilchen große Mengen Wasser absorbieren kann und demgemäß aufquillt, wie in F i g. 2 dargestellt ist. Die Bodengrundmassc ist immer noch in der Lage, einen relativ großen Anteil derjenigen Wassermenge festzuhalten, die sie auch in Abu esenheit des Polyelektrolyt-Bodenverbesserungsmittels üblicherweise festhalten würde.

Das Aufquellen der Polvmerteilehen unter Bildung von Hydrogelteilchen führt jedoch dazu, daß das Gesamtvolumen der Bodenslruktur zunimmt, wahrscheinlich weil diese Hydrogelteilchen neues Porenvolumen schaffen. Die aufgequollenen Hydrogelteilchen sind nämlich stark genug, um das Gewicht der Bodenmasse aufzunehmen, wodurch sie nicht nur Platz für sich selbst schaffen, sondern infolge der unregelmäßigen Teilchenform und infolge der unregelmäßigen Form der Bodenteilchen diese weiter voneinander fortdriicken und dadurch das Gesamtvolumen an offenen Poren in der Bodenstruktur erhöhen.

Das vorstehend beschriebene Phänomen wird unter Bezugnahme auf die F i g. 1 und 2 an den Bodenteilchen 12a bis \2f und dem Polymerteilchen 20a näher erläutert In I·' i g. I ist die Anfangslage der betreffenden Teilchen wiedergegeben, wobei das Polymerteilchen 20,; von den Bodenteilchen 12,7 bis 12/umgeben ist und mit den Bodenteilchen 12,7 und \2f in direkter Berührung sieht. Durch die Teilchen 12,/ und \2! wird außerdem ein bestimmtes Porenvolumen 14;/ gebildet. In Cig. I ist das Polymerieilchen 20,7 im wasserfreien oder ungequollenen Zustand dargestellt. In C i g. 2 wird icdoch die Situation wiedergegeben, nach der das Polvmerteilehen 20;/ wäßriges Medium absorbiert hat und daher in einem uassergcquollenen /usiand als Hydrogelteilchen vorliegt. Das aufgequollene Polymer teilchen 20,/ hat die Boclenteilehen 12,7 bis 12/ in Lagen verschoben, bei denen sie weiter voneinander entfernt sind als im ursprünglichen Zustand (vgl. Cig. I). Obwohl das aufgequollene Hydrogelteilchen 20,7 immer noch von den Bodenteilchen 12;/bis l2Aimgebcn ist. hat sich durch den Quellvorgang das offene Porenvolumen 14,/ /wischen den Erdteilchen 12;/ und \2( vergrößert. Darüber hinaus steht jetzt das aufgequollene Hydrogel teilchen 20,/ in direktem Kontakt mit den Dodentcilchen \2b. 12c. 12t-und 12/! Demgemäß hat der Quellungsw>r gang in Verbindung mit der Gelfestigkeit dazu geführt, daß die relative Lage der umgebenden Bodenteilchen I2;jbi<- 12Averändert worden ist.

Man kann daher davon ausgehen, daß die Verbesserung des l.uflaiifnahmevermögens (freies Porenvolumen), «'«eiche durch die erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel zustande kommt, auf der Schaffung von neuen Leerräumen in der Bodenstruktur infolge des Aufqucllens der Polymerteilchen beruht. Die aufgequollenen Hydrogelteilchen scheinen daher in gleicher Weise zu wirken wie ein typisches Aggregat, z. B. Perlit, mit dem Unterschied, daß es im wesentlichen aus Wasser besteht. Diese Tatsache, daß die Huirogclteilchen im wesentlichen aus Wasser bestehen, dürfte auch bewirken, daß das Wasserhaltcvermögen der Bodenstriiktur insgesamt erhöht wird.

Diese bemerkenswerten morphologischen Veränderungen in Bodensirukturen. welche durch den Zusatz der erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel herbeigeführt werden, unterscheiden diese daher ganz eindeutig \on bekannten Bodenverbesserungsmilteln. welche lediglich das Wasserhaltevermögen verbessern, aber praktisch keinen Einfluß auf das Luftaufnahme\ermögen haben, oder welche ,indererseits das Luftaufnahmevermögen verbessern, aber das Wasscrhalievermogen verschlechtern. Übliche Verbesserungsmittel /ur Erhöhung des Luftaufnahmevermögens von Böden, w ic Torfmull. Perlit. Vermiculit, erhöhen zwar die durchschnittliche Porengröße der betreffenden boden, verringern aber dabei die Fähigkeit der Bodenmasse. Wasser mittels Kapillarkräften festzuhalten. Andererseits weisen die üblicherweise zur Erhöhung der Wasserhaltefähigkeit von Bodenstrukturen verwendeten Verbesserungsmitiel im feuchten Zustand keine ausreichende Steifigkeit auf. um eine Vermehrung des drainierbaren Porenvolumens zu bewirken. Öfters füllen sie einfach bereits in der Bodenstruktur vorhandene Poren aus und verringern damit das Luftaufnahmevermögen des Bodens. Die erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel halten jedoch das Wasser nicht mittels Kapillarkräften fest und weisen außerdem im wassergequollenen Zustand eine ausreichend mechanische Starrheit auf. Infolgedessen bewirken sie gleichzeitig eine wesentliche Erhöhung der Wasserhaltefähigkeit und des Luftaufnahmevermögens der betreffenden Bodenstruktur.

l-'iir eine Maxiniierung des l.uitaufnahincvermogens ist es jedoch erforderlich, die Teilchengröße und die CielFestigkeil der Polyelcktrolyle in dem erfindungsge mäßen Bodenverbesserungsmittel in den angegebenen Grenzen /u halten, /weckmäßig liegt die Teilchengroße im Bereich von 144 μηι bis 2.00 mm und besonders bevorzugt betragt sie mindestens 420 μπι.

V,V iierhin ist es wesentlich, daß die im wasscrgequol lenen Zustand vorliegenden llydrogcltcilchcn eine Gclfcsligkeit von mehr als elwa 0.021 kg/cm·' aufweisen. Die (jclfcstigkcitcn werden dabei in <'cr folgenden Weise bestimmt: \.\n 20-Maschcn-US Standardsieb (entspricht einer Maschenweite von etwa 841 μπι) aus rostfreiem Stahl wird über der Öffnung eines Zylinders befestigt. Der Zylinder wird mit etwa 100 g Hydrogelteilchen beschickt, welche bis zur l-lrrcichung eines Gleichgewichtszustands in überschüssigem l.eiltings wasser aufgequollen worden sind. Die Teilchengröße

» 11 ** I If Ή/¹ Π milll

als die Maschengröße des Siebes. Beispielsweise quillt ein l'nlymerteilchen mit einer Teilchengröße, welche größer ist als die Maschengröße eines 80-Maschcn-l J.S.Standard Siebs, d. h. mehr als 177 μπι betragt, üblicherweise so stark auf. daß es größer wird, als der Maschenweite eines 20 Maschen-l IS-Standard-Siebs entspricht. Daher kann das aufgequollene Hvdrogcltcilchen nicht durch ein solches 20-MaschenTIS-Standard-Sieb hindurchgehen, falls nicht ein entsprechender Druck angewendet wird.

Der Druck, der erforderlich ist. um die llvdrogelteilche¹ durch das Sieb über der Z_\lindcröffniing hindurchzupressen, wird bestimmt, indem man einen Kolben in Richtung auf das Sieb zubewegt und dabei verschiedene Gewichte auf den Kolben aufbringt. Der Druck wird so lange erhöht, bis ein l-'nddruck erreicht wird, bei dem das llvdrogcl kontinuierlich durch d.is Sieb hindurchgepreßt wird. Aus der Kenntnis des auf den Kolben einwirkenden Gewichts und der Querschnittsfläche ties Kolbens läßt sich ein Druck in kg/cm-' berechnen, der bei demjenigen Punkt zur F.inwirkung kommt, an dem das llvdrogcl kontinuierlich dmcli das 20-Maschen-US-Standard Sieb hindurchgepreUt wird. Der so ermittelte Druck wird als Gelfestigkcit bezeichne!.

Die mittels der crfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel erzielten Vorteile bezüglich der Krhöhung der W.'sserhiillefiihigkeit und des l.uftatifnahmevermö gcns von Bodenstrukturen wird gemessen durch einen Vergleich der entsprechenden Werte für eine Bodenprobe ohne einen solchen Zusatz und für Bodenproben, welche mit dem Verbcsscningsmittel vermisch! worden sind. Das Wasserhaltevcrmogen einer Bodenstriiklur wird ausgcdrückl als Volumenprozent an Wasser, das die Siritkiiir enthält, verglichen mit dem Volumen an Bodenmasse und an Wasser in der betreffenden Probe. Das l.uftaufnahinevcrmögcn einer Bodenprobe ist die Differenz aus dem gesamten Porenvolumen und dem Volumen der mit Wasser gefüllten Poren. Das gesamte Porenvolumen bestimmt sich aus der Schüttdichte im feuchten Zustand und der Teilchendichte der betreffenden Bodenprobe. Für die Bewertung eines Bodcnverbcsserungsmitlels sind die je Gewichtseinheit erzielten Verbesserungen im Wasserhaltevermögen und im l.uftaufnahmcvermögen von Bedeutung. Das prozentuale Gcsamtporenvolunien kann wie folgt ausgedrückt werden:

KK)

Mierin bedeutet:

T = das Gesamtporenvolumen in Prozent;

D. = die Schüttdichte, d. h. das Trockengewicht der

Bodenprobe dividiert durch das Volumen der

Probe:
D-, = die Dichte der einzelnen Teilchen, d. h. das

spezifische Gewicht der Bodenmischung.

Die Wasserhaltcfähigkcil und das l.uftaufnahmcvermögen können wie folgt definiert werden:

\V;isserhaltefahi'jkeii in Prozent -

Volumen Wasser (cnr'l χ M)(I

Volumen der Bodenprobe (cnv'l C, - l.ufuiufnahmevermöiien in Prozent = I - C„

Die 1-rhöhung im V\ asser- und I uftgehalt je Gewichtseinheit Bodenverbesserungsmittel kann durch die folsiendcn Gleichungen vviederueücben werden:

A„ =

!durch behandelte Bodenprobe - (durch Kontrollprobe

/urückuehallenes Wasser in u| zurückgehaltenes Wasser in gl

Bodenverbesserungsmittel in ü

(durch behandelte Bodenprobe aufgenommene Luft in cm']

Bodenverbesserungsmittel in ΰ

(durch Kontrollprobe
aufgenommene Luft in cnr'l

Die erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel verbessern sowohl den prozentualen Luftanteil als auch den prozentualen Wasseranteil einer Bodenstruktur. Typischerweise werden Werte für A^ ντι mehr als 20 g Wasser/g Verbesserungsmittel und insbesondere von 30 g Wasser/g Verbesserungsmittei erzeilt. Besonders günstige Effekte werden erhalten, wenn die Größe X„ 40 g Wasser/g Verbesserungsmiuei entspricht. Im allgemeinen werden mittels der erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel Werte von X, von mehr als 15 cm³ Luft/g Verbesserungsmittel und insbesondere von 25cm^! Luft/g Verbesserungsmittel erzielt, wobei

besonders günstige Resultate erhalten werden, wenn der Wert X., elwa 35 cm' l.iift/g Verbcsserungsmitlcl und mehr entspricht.

Gcmäll einer weiteren Ausführungsforin können die erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel vernetzte wasserunlösliche Polyeleklrolyte enthalten, deren Oberfläche durch Behandlung mil einem hydrophoben Material modifiziert worden ist. Derart modifizierte Bodenvcrbesscrungsmiticl lassen sich leichter mit feuchtem oder nassem Boden vermischen. Vorzugsweise wird dieses hydrophobe Überzugsmaterial in äußerst feinverteiltem Zustund aufgebracht. Hierdurch ist es möglich, daß eine sehr geringe Menge der hydrophoben Teilchen ausreicht, um auf einer sehr viel grölleren Menge der Polymertcilchcn einen dünnen Oberflächen Überzug zu erzeugen.

Die Oberflächenbehandlung der Polyelektrolytteilchen kann erfolgen, indem man sie mit bis zu 5 Gewichtsprozent an hydrophoben feinen Teilchen physikalisch vermischt. Die feinen hydrophoben Teilchen können aber auch in anderer Weise auf die Polynierteilchen aufgebracht werden, beispielsweise durch Verschneiden, mechanisches Vermischen, durch Pulverüberzugsverfahren, durch PuI versprüh verfahren, durch Aufbürsten, durch Einschaufeln und ähnliche Maßnahmen.

Es hat sich gezeigt, dall die den Überzug bildenden hydrophoben Teilchen in der Bodenmasse physikalisch entfernt oder in anderer Weise unwirksam gemacht werden. Diese Entfernung in situ oder diese Inaktivierung der aus hydrophoben Teilchen bestehenden Überzüge erfolgt nach einer Bewässerung der Bodenmasse. Wenn die Überzugsschicht entfernt ist, dann können die Polymertcilchcn normalerweise sehr wirksam als hydrophiles Material den fjoden verbessern.

Als Überzugsmittel geeignete hydrophobe feine Teilchen können aus Talkum. Holzmehl, hydrophober Kieselsäure (vgl. US-PS 36 61 810 und 37 10 510) sowie aus stark hydrophoben Metalloxidcn bestehen (vgl. US-PS 37 10 510). Als Überzugsmittel bevorzugt ist feingepulverte Kieselsäure, deren Teilchen im Mittel einen äquivalenten sphärischen Durchmesser von weniger als etwa 100 πιμ aufweisen und deren Oberflächenausdehnung größer als etwa 50 m-Vg ist. Derartige Kieselsäure weist keine nach außen wirksam werdende Hydroxylgruppen auf.

Die erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel können auch zusammen mit an sich bekannten aktiven Stoffen verwendet werden. Unter aktiven Stoffen werden hierbei organische, anorganische, organometallische oder metallo-organische Stoffe verstanden, welche in Berührung oder im Aufnahmebereich der Pflanzen das Pflanzenwachstum verändern, modifizieren, verbessern, fördern oder zurückhalten, wobei es sich um einen direkten oder indirekten Einfluß handeln kann.

Aktive Stoffe, welche zusammen nut den erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmitteln verwendet werden können, sind beispielsweise Wasser, Düngemittel sowie Elemente und Kombinationen von Elementen, welche das Pflanzenwachstum in organischer oder anorganischer Form als Feststoffe, Flüssigkeiten oder in Gasform beeinflussen.

Die erfindungsgemäßen Verbesserungsmittel können gewünschtenfalls auch noch ein oder mehrere weitere Stoffe enthalten, welche gegebenenfalls da/. Pflanzenwachstum direkt oder indirekt beeinflussen. Derartige Flüssigkeiten sind Wasser, Kohlenwasserstofföle, Aikohole, Kelone ur,! chlorierte Kohlenwasserstoff. KnI-sprechende fesic Zusatzstoffe sind Ucnlonil, Bimsstein, Porzellanerde, Alapulgite, Talkum. Pyrophyllii, Quarz. Dialomecnerde. Fullers Erde, Kreide, Phosphatgestein, Schwefel, mit Säure gewaschener Bcnlonil, gefälltes Caleiumcarbonat, gefälltes Calciumphosphal, kolloidale Kieselsäure, Sand, Vermiculit, Perlit und fein vcrmahlene Pflanzenteile, wie Maiskolben. Das Bodenverbesserungsmittel kann gcwünsehtenfalls auch Netzmittel enthalten, beispielsweise anionische Netzmittel, nichtionische Netzmittel und kaiionische Nctz-iiittel, wie AIkylary!sulfonate, Polyäthylenglykolderivate, übliche Seifen, Aminoseifen, sulfonierle tierische, pflanzliche und mineralische Öle. quaicrniire Salze von hochmole kularen Säuren. Harzseifen, schwefelsaure Salze von hochmolekularen organischen Verbindungen, Kondensate aus Äthylenoxid und Fettsäuren. Alkylphenolei und Mcrcaptancn.

Von besonderer Bedeutung ist die Verbesserung von Böilen mittels der erfindungsgeniiißen polymeren Polyelekirolyie. wie sie üblicherweise in Pflan/behältern verwendet werden. Ils ist an sich wohl bekannt.dall eine solche Behältererde ein besonderes Problem darstellt, weil nämlich die Krdsäule infolge der besonderen Formgebung des Pflanzbehälters relativ niedrig ist. Wenn der Boden in derartigen Pflan/behällern bewässert wird, neigt dieser dazu, völlig mit Wasser abgcsältigl zu bleiben, wodurch sich ein l.uflmangel ergibt. Dieses Phänomen wird auch öfters als gespannler Grundwasserspiegel bezeichnet. Eine bekannte Methode zur Behebung dieses Problems besieht darin, einen grollen Anteil an Krümclbildncrn mit zu verwenden, beispielsweise Perlit. Vermiculit, Bimsstein, zerkleinerter Kunststoffabfall oder Rinde. Obwohl sich das l.uftaufnahmevermögen einer solchen Bodcnmischung wesentlich verbessern läßt, wenn der Kriimelbildncr in genügender Menge eingesetzt wird, wird diese Verbesserung im allgemeinen doch zu I.asten der Wasscrhaltcfähigkeit erzielt, d. h. die Wasscrhalicfähigkeit nimmt ab. während das l.uftaufnahmevermögen zunimmt. Die Fähigkeit der erfindungsgcma^cn Bodenverbesserungsmittel, sowohl die Wasscrhaltefähigkeit als auch das l.uftaufn.ihmevermögen einer Bodenstruktur gleichzeitig zu erhöhen, ist daher von besonderem Vorteil für Böden, die in Pflanzbehältern verwendet werden.

Erfindiingsgeinäß läßt sich das Keimen von Saatgut, das frühe Wachsen von Stecklingen und das Anwachsen von Transplantaten wesentlich verbessern, wenn man diese Pflanzenteile in direkter Nachbarschaft mit den mit Wasser gequollenen Hydrogelen der Bodenverbesserungsmittel gemäß der Erfindung in der betreffenden Bodenstruktur anordnet. Das Hydrogel kann in den Boden vor oder im Anschluß an das Einbringen des Saatgutes, des Stecklings oder des Transplantates eingebracht werden. Bei dieser Anwendungsweise wird das für das Pflanzenwachstum benötigte Wasser durch das Hydrogelreservoir des Polyelektrolyts in wirksamer Weise zur Verfügung gestellt. Das Hydroge! wirkt daher tatsächlich wie ein Wasserreservoir.

Im Gegensatz zu den Erfahrungen, die man mit einigen sandhaltigen Böden gemacht hat, findet kein übermäßiger Wasserverlust infolge Perkolation durch den Boden hindurch statt. Auch können dem Polyelektrolyt-Hydrogel vor dem Einarbeiten in den Boden mit Wasser und/oder organischen Lösungsmitteln ein Düngemittel oder ein anderer aktiver Stoff zugesetzt werden. Das Polyelektrolyt-Hydrogel wirkt dann als

Reservoir und Träger für Wasser. Dünger und andere aktive Stoffe und verhindert, dall ein Verlust an Wasser, Dünger oder anderen aktiven Stoffen durch Auslaugen stattfindet.

Der polymere Polyelektrolyt kann aber auch in trockenem oder praktisch entwässertem Zustand zusammen mit anderen trockenen aktiven Stoffen, wie Düngemittel, Herbizide. Nematozide, Insektizide in den Boden eingearbeitet werden. Wenn dann der Boden bewässert wird, gehen die aktiven Stoffe in Lösung und das Wasser und die aktiven Stoffe werden von dein polymeren Polyeleklrolyt absorbiert. Auch auf diese Weise läßt sich also das Problem eines übermäßigen Wasserverliist«·- durch Verdampfen oder durch Verlust am natürlichen Grundwasserspiegel und ein Verlust an aktiven Stoffen durch Auslaugen verringern. Da der l'olyelektiolyt in der Lage ist, auch aus sogenannten Trockenböden noch Feuchtigkeit aufzunehmen, erfolgt dann eine Aktivierung eier aktiven Stoffe, ohne dai.i ein zusätzlicher Regenfall erforderlich ist.

Von besonderem Vorteil bei den erlindiingsgenuißcn PHan/enwuchsmitteln ist die Art und Weise, in welcher die Pflanzenwurzel die Eigenschaften des Polyelektro-Ivt-Hydrogels ausnutzen. Die Pflanzenwur/eln wachsen nämlich in das llydrogel selbst hinein und kommen damit in direkte Berührung inn dem Wasser und den anderen aktiven Stoffen, writ lic in das llulrogel eingelagert worden sind. Diese Möglichkeit des direkten I lineinwachsens der !"lanzenwur/eln in das Mydrogel ermöglicht daher eine »virksaniere Ausnutzung von Wasser und anderen aktiven Stoffen, weil auf these Weise das Wasser und tue aktiven Stoffe direkt mit den Wurzeln in Berührung kommen. Wenn die Pflanzenwur/eln direkt in das Hydrogel hineinwachsen, führt this weiterhin dazu, daß das Hydrogel an den Pflanzenwur/eln haftet, ins besondere wenn diese aus dem Boden für ein Umpflanzen entnommen werden, wodurch die Pflanzenwurzel über längere Zeiträume einem Verdunstungsdruck besser widerstehen können. Untei »Verdunstiingsdruck« wird hier eine Situation verstanden, wo der innere Feuchtigkeitsgehalt einer Pflanze mit größerer Geschwindigkeit ausgeschwitzt oder abgedampft wird als der Aufnahmegeschwindigkeit ties Wassers durch die Pflanze entspricht. Diese Aufnahmegeschwindigkeit wird im wesentlichen durch den Mangel an zur Verfügung stehender Feuchte bestimmt. Wenn Setzlinge von anfälligen Pflanzen, wie Tabak. Salat. Sellerie. Tomaten. Erdbeeren, einjährigen, mehrjährigen und/oder winterharten Pflanzen, Holzgewächsen. Zierpflanzen und dergleichen während des Versands und während des Umpflanzens in erfindungsgemäß verbesserten Pflanzenwuchsmittel gehalten worden sind, treten sehr viel geringere Verluste auf.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß Pflanzen einen größeren Widerstand gegenüber dem Verdunstungsdruck zeigen, wenn man ihre Wurzeln mit einer wäßrigen Aufschlämmung eines erfindungsgemäßcn Bodenverbesserungsmittels in Hydrogelform in Berührung bringt. Die physikalischen Eigenschaften der Aufschlämmung werden so eingestellt, daß eine beträchtliche Menge des Hydrogels an den Pflanzenwurzeln haften bleibt, wenn man die Wurzeln aus der Aufschlämmung herausnimmt. Um die Wirksamkeit einer solchen Aufschlämmung zu verbessern, setzt man ihr zweckmäßig 10 Gewichtsprozent eines wasserlöslichen Verdickungsmittel zu, beispielsweise hochmolekulares Polyäthylenoxid oder Hydroxyäthylcellulose. Das Wurzelwerk kann auch durch Sürühen. Eintauchen oder andere übliche Methoden mit der Aufschlämmung kontaktiert werden.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Es werden d"ei verschiedene Bodenverbesserungsmittel nach der Methode eines Säiilcnversuchs miteinander verglichen. Bei diesem Versuch wird die Probe in Form einer Säule untersucht und befindet sich im allgemeinen in einem zylindrischen Glasgefäß, in dem das Verhalten der Hodenprobe und des Wassers beobachtet werden können. Zu diesem Zweck wird ein Hüehner-'!'richtet· aus Glas mit einem Fassungsvermögen von Ji)OmI. einer I lohe von IK cm und einem Durchmesser von ^l).~>cm verwendet, tier oberhalb dts I).") cm dicken gefritteten Glasfilters noch einen freien Raum in einer Hohe von 7 em aufweist, in this Filter werden verschiedene Oit'nuiigen von ü.~> cm iniiihmcs scr gebohrt, um so die natürliche Wasserdrainage aus einem Pflanzbehälter zu simulieren. D.is spezifische Gewicht jeder Bodenmischling wird nach Standardverfahren in einem Pyknometer bestimmt (vgl. z. B. die Bestimmungen ties U.S. Salinitv Laboratory IM">4). letle Hodenmischung wird bei einer Temperatur von 110 ί Ib Stunden lang getrocknet und dann in trockenen Zustand gewogen.

ledes Bodenverbesserungsmittel wird individuell mit der Hodenprobe in jeder einzelnen Säule vermischt. Die Bodenprobe in der Kontrollsäule wird in der gleichen Weise in einem großen Plastiksack gemischt, letle Bodenprobe wird in der gleichen Weise nach dem Einfüllen leicht angedrückt, um ein Absitzen zn erreichen, ohne daß jedoch eine unnatürliche Verdichtung der Bodenprobe eintritt. Nach diesem leichten Andrücken wird die Höhe jeder Bodenprobe in tier Säule bestimmt und tlas Volumen wird mittels einer !■.ichkurve festgestellt, die die Abhängigkeit tier Höhe vom Volumen wietlergibt . nd vorher Jiircn Versuche festgelegt worden ist.

Die mit der Bodenprobe gefüllten Säulen werlen dann jeweils mit 200 ml Wasser bewässert, worauf r .in das überschüssige Wasser, wenn möglich übe* Na·. ht oder sonst mindestens während 4 bis b Stunden. ablaufen läßt. Nach dieser Drainage wird jede mit Bodenprobe gefüllte Säule gewogen und das Gewicht des von der trockenen Bodenprobe absorbierten Wassers wird wie folgt Lv -cermet: Wassergewicht = Gesamtgewicht — Behältergewicht — »roekenes Füllgewicht. Die Bewässerung wird sechsmal wiederholt, bis sich ein konstanter Wert eingestellt hat. Dann wird das Wasservolumen wiederum bestimmt. Aus den so bestimmten Werten für das Bodenvolumen und das Wassergewicht wird die prozentuale Wasserhalteföhigkeit wie folgt berechnet: C = Wassergewicht dividiert durch das Volumen der Bodenprobe (wobei das spezifische Gewicht von Wasser mit i angenommen wird). Das Luftaufnahmevermögen C.. wird mittels der vorstehend bereits erläuterten Beziehungen wie folgt berechnet:

D_n

HX) .

Mit jeder der in den Beispielen 1 bis 4 untersuchten Bodenproben werden drei Versuchssäuien betrieben. Das Anfangsvolumen der Bodenprobe beträgt jeweils 280 cm¹. Ie nach der Art der Bodenprobe hat diese ein

Gewicht /wischen 47 und 32Og. Die Bodenverbesserungsmittel werden den einzelnen Säuicn in Mengen zwischen 1 und 4 g zugesetzt, was 3.6 bis 14,4 g/Liter Bodenprobe entspricht. Das Bewässern erfolgt mit der sogenannten Peter-Lösung, einer Standard-Düngerlösung mit einem Stickstoffgehalt von 200TpM. Diese Standard-Peter-Lösung wird unter Verwendung eines im Handel erhältlichen Düngers hergestellt, der 20% Stickstoff. 20% PjOi und 20% KjO enthält und daher auch als Düngertyp 20 - 20 — 20 bezeichnet wird.

In Beispiel 1 wird eine Behältererde des Cornell-Typs verwendet, welche zur Hälfte aus Torfmull und zur Hälfte aus Vermiculit besteht. Es werden die folgenden vier Bodenverbesserungsmittel miteinander verglichen:

Verbesserungsmittel Nr. 1:

Ein aus 50% Polyäthylenoxid und 50⁰Zn inerten Bestandteilen bestehendes Handelsprodukl der Firma Union Carbide Corporation. Bezeichnung »Viterra Hydrogel«.

Verbesserungsmittel Nr. 2:

Ein mit hydrolysiertem Polyacrylnitril gepfropftes Copolymerisat auf Stärkegrundlage (Handelsprodukt der Firma General Mills.Type SPG-502S)

Verbesserungsmittel Nr. 3:

Ein erfindungsgemäßes Polyelekirolyt-Hydrogel auf der Basis eines vernetzten Polymerisats aus Kaliumacrylat und Acrylamid.

Tabelle I

Das erfindungsgemäße Verbesserungsmiitel Nr. 3 wurde wie folgt hergestellt:

Eine Lösung, die 19 Gewichtsprozent Kaliumacrylat und 35 Gewichtsprozent Acrylamid in Wasser enthielt, wurde mittels 50 Gewichtsprozent Kaliumhydroxid neutralisiert. Das Verhältnis der monomeren Einheiten von Kaliumacrylal zu Acrylamid betrug 0,348.

Diese Lösung wurde dann auf einer Papierverstärkung ausgegossen und unter einen i.5-MeV-Van-de-Graaff-Beschleuniger gebracht, der einen Strahl von 1600 iiA liefert<- Die Polymerlösung wurde derart unter das Austrittsfenster des Beschleunigers angeordnet, daß die geringste Entfernung zu der Probe 60.96 cm betrug. Die Papierschicht mit der aufgebrachten Lösung wurde mit einer Geschwindigkeit von 2.4384 m/Minute unter dem Austrittsfenster vorbeibewegt und erhielt damit eine Gesamtstrahlungsdosis von etwa 1 Megarad.

Das dabei gebildete Gel wurde anschließend getrocknet, vermählen und mittels üblicher Maßnahmen klassiert, um so Teilchen mit der gewünschten Größe auszusortieren.

Der Kolonnenversuch mit den Bodenproben wurde drei Tage lang durchgeführt, wobei jeweils drei Kolonnen zweimal je Tag sechsmal bewässert wurden Die bestimmten Werte für X„ und X., geben die Erhöhung des Wasser- und Luftgehalts je Gramm Verbesserungsmittel wieder, wobei das Wasser in Gramm und die Luft in Kubikzentimeter angegeben ist.

Die dabei erzielten Ergebnisse sind nachstehend ir Tabelle I zusammengefaßt.

KontroUprobc
(Cornell-Type)
Bodenprobe +
12.1 g/Liter Verbcsserungsmittel

Bodenprobe +
3.9 g/Liter
Vcrbesserungsmittel Nr. 2
Bodenprobe +
3.9 g/Liter
Verbesserunsmittcl Nr. 3

Hoden- Trocken- Im Gleich- Wasser- lljOje Luft- Lull- \„

\cr-

besse-

rungs-

IHlUcI

Vergleich

Erfindung

gewicht gewichts- hall- Vc r-

47
3.4 5(1.4

1.1 48.1

1.1 48.1

.UiI-

/usl.ind ablaufende W;tNscrmcnec

257

319

(.9.3

287

271

22.7

menge

lahig- suchs- nähme- je Verkeil („ säule ver- suchs-

mögcn säule

71.2 210 18.5 55 73.9 248 10.4 55

12.4 45

89

g/g

1.2

7(1

55.5 30.9

Die Versuchsdaten bestätigen, daß die im Handel mi erhältlichen polymeren Bodenverbesserungsmittel zwar die Wasserhaltefähigkeit der Bodenproben erhöhen, daß aber nur das erfindungsgemäße Bodenverbesserungsmittel sowohl die Wasscrhaltefähigkeit als auch das Luftaufnahmevermögen wesentlich verbessert. Dies t.-, ist ganz im Gegensat/ zu der Beobachtung beim Verbesserungsmittel Nr. 2. welches das Luftaufnahme vermögen sogar verringert.

Beispiel 2

Es werden die drei Bodenverbesserungsmittel w> Beispiel 1 hinsichtlich ihrer Wirkung auf die physik») sehen Eigenschaften üblicher Bliimcntopferde geprüf d.h. Ackerkrume, die mit Humus angereichert ist I wird wiederum die gleiche Versuchsanordnung gewijhl wie in Beispiel I. Die Hierbei erzielten Ergebnisse sin nachstehend in Tabelle Il zusammengefaßt.

Tabelle II

Vergleich

mittel Nr. 3

27 37 941

Copolymerisat aus Kali- verbessert.

HiO je

16

Lull

■V»

•V„

*

Vergleich

Bodenprobe +

:l.d. h.

HiOjc

LuIi-

I

eine typische Bodenmi-

III zusammen-

merkliche

Wirkung be/üelich der

V1,

15

umacrylai und Acrylamid sowohl die Wasserhaltefähig-

Ver-

menge

3.9 g/Liter .. . . .. Γ l-.rlindiing \ erbesscrungs- *

Pflanzbehälter.

Ver-

.IUl-

Die dabei erhaltenen

suchs-

Luft-

je Vcr-

25 t

mittel Nr. 3

Probe war jedoch ein r. Ergebnisse sind nachstehend in

suchs-

nahme-

Tabelle

Boden- Trocken- Im Gleich- Wasser-

Beispiel 3

siiulc

auf-

suchs-

Torfmull und Perlit im gefaßt.

säulc

vcrmii-

\ .

ver- gewicht gewichls- hall-

nahme-

säule

ι

LlII C1,

Erfindung

besse- zustand fähig-

vermö-

das Luftaufnahmevermögen wesentlich |?

Boden- Trocken- Im Gleich- Wasscr-

LuIi-

rung-s- ablauten- keil ('„

g

gen C1,

cm1

g/g

cnrVg

\cr- gewicht gewicht*- hall-

(i

mcngc-

cm/g

mittel de Wasser

130

29

-

-

tx-.se- /ustand fähig-

129

22.1

jc Vcr-

Kontrollprobe

menge

180

%

45

14,7

rungs- ablaufen- keil C11

suchs-

Bodenprobe +

g g g %

9,7

Für diese Versuche wurden wiederum die drei Volumenverhältnis 1 : 1

mittel de Wasser-

s.iiilc

g/g

12,1 g/Liter

320 450 44,1

12,3

Bodenverbesserungsmittel von Beispiel I miteinander schung für

mcngc

169

24.6

_

6J>

Verbesserungs-

3,4 323,4 504 49,8

verglichen. Die untersuchte

S ϊ Ρ

cm'

niiltel Nr. 2

201

14

65

(-14)

Gemisch aus Ackerkrume.

150 279 .M1.6

56

Bodenprobe +

Tabelle III

196

17.5

11.8

0.9

3,9 g/Liter

4,1

Vcrbesserungs-

1,1 321,1 522 57,1

3.4 153.4 322 53

78

mittel Nr. 2

182

56

47

61

Bodenprobe +

180

26.4

30.9

3,9 g/Liter Verbesserungs

14,9

!.I 151.1 347 60.7

57

1,1 321,1 503 48,6

46,2

tuch des

Kontrollprobe

Auch diese Versuche bestätigen, daß nur das keil als auch

(Mischungstvpe

I.I 151.1 331 52.9

90

erfindungsgcmaBe vernetzte

l-l-l)

Die Versuchsdaten besungen, dall auch bei dieser Besserung sowohl der Wasserhaltefiihigkcit als,

Bodenprobe +

Bodenart nur das erfindungsgcmiil.le Vorbesseriingsmit- l.uftaufnahmevermögciis hai.

12.1 g/Litcr

lei Nr. ! eine

Vcrbcss;. rungs- *«« alt ** it T^T ^ 1

mιitci ΓΝ r. I Bodenprobe +

12.1 g/Liter

Verbcsserungs-

mittcl Nr.:

Beispiel 4

Für die hier beschriebenen Versuche wurden ein im Handel erhältliches und ein erfindur.tsgemäßes Bodenverbesserungsmittel gemahlen und mittels US-Standard-Sieben klassiert, wodurch man zwei Fraktionen von Teilchengröße!! erhielt, nämlich einmal entsprechend der Maschengröße kleiner als ein 10 Maschen US-Standard-Sieb und größer als ein 40 Maschen US-Standard-Sieb und außerdem eine sehr fein

gemahlene Fraktion, welche durch ein 40 Maschen US-Standard-Sieb hindurchging. Bei dieser zuletzt genannten Fraktion lag ein beträchtlicher Anteil in Form von Teilchen vor, die kleiner waren als einem 100 ■ Maschen US-Standard-Sieb entspricht. Das im Handel erhältliche Bodenverbesserungsmittel war das Mittel Nr. 1 von Beispiel 1 und das erfindungsgemäße Bodenverbesserungsmittel war das Mittel N-. 3 von Beispiel 1. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend κι in Tabelle IV zusammengefaßt.

Tubelle IV	Boden-	Trocken	Im Glcicii-	Wasscr-	IhO je	LuIt-	LuIi-	•V»	V1,
	ver-	gewicht	gewichls-	hall-	Ver-	aul-	menge
	bcsse-		/us land	fahig-	suehs-	nahnie-	je Ver-
	rungs-		ablaufen	keil (V	SilLllC	verrnö-	suchs-
	miucl		de Wusscr-			gen C1,	säulc
			mengc
	B	B	B	%	B	%	LlIl'	B/'B	LlIl Vg
		150	279	50,6	129	22,1	56	_	_
Kontrollprobe
(Mischungstype 1-1-1)	3,4	153,4	340	58,7	187	18,9	60
Bodenprobe,
Mischungstype l-l-l
+ 12,1 g/Liter Verbesserungs-
mittel Nr. I
Teilchengröße:	M	153,4	320	51,6	167	26,3	85	11,2	8,5
Bodenprobe,
Mischungstype l-l-l
+ 12,1 g/Liter Vcrbesserungs-
mittel Nr. I
Teilchengröße: Fraktion
/wischen -IO und +40-
Maschensieb

Bodenprobe, 1,1

Mischungstype l-l-l

+ 3,9 g/Liter Verbesscrungs-

mittel Nr. 3

Teilchengröße: -40-Maschcnsieb

Bodenprobe,

Mischungstype l-l-l

+ 3,9 g/Liter Verbcsscrungs-

mittcl Nr. 3

Teilchengröße: Fraktion

/wischen - 10 und +40-

Maschcnsicb

1,1

151,1 356 62,3 205 16,4 54 69 (-1,8)

151,1 336 52,5 185 27,5 97 51 37

Die Versuche an dieser Bodenart (Ackerkrume, Torfmull und Perlit im Volumenverhältnis 1:11) zeigen, daß die sehr fein gemahlenen Hydrogelteilchcn zwar die Wasserhaltefähigkeit erhöhen, aber die Luftaufnahmefähigkeit verringern. Dies zeigt sich besonders deutlich bei dem Bodenverbesserungsmittel Nr. 3 gemäß der Erfindung. Die sehr fein gemahlenen Teilchen gaben merklich höhere Werte für die Wasserhaltefähigkeit und merklich niedrigere Werte für das l.iiftaufnahmcvermögen als Teilchen mit größerem Durchmesser. Rs wird angenommen, daß sehr feine 1 lyclrogelteilchen eine beträchtliche Anzahl von Bodenkapillaren verstopfen und dadurch die Wasscrdrainagc verhindern. Kapillaren, die sonst üblicherweise mit Luft gefüllt waren, liegen demgemäß in einem gefüllten Zustand vor. wodurch das l.hdaufnahmevermögen verringert wird. Diese Verringerung ist teilweise so stark, daß das l.uftaufnahmevermögen in diesem Fall kleiner ist als bei einer entsprechenden Kontrollprobc. die kein Bodenverbesserungsmittel enthält.

Beispiel 5

Hierfür wird eine Versuchsanordnung mit Pflan/.bchältern verwendet. Die Erdprobe entspricht daher auch üblichen in Pflanzbehältern verwendeten Erden. Die Bodenverbesserungsmittel werden jedem Pflanzbehälter einzeln unter Vermischen mit der Bodenprobe zugesetzt. Für die Kontrollproben wird die Erde in gleicher Weise in einem Plastikbeutel geschüttelt, um möglichst Gleichförmigkeit zu gewährleisten. Wie bei der Versuchsanordnung mit Kolonnen, werden die Bodenproben sanft eingedrückt, um den Boden absitzen

20

zu lassen, dann wird die Höhe des Bodens in einer Eichkurve in Abhängigkeit vom Bodenvolumen festgestellt, anschließend wird bewässert, übsr Nacht drainiert, gewogen und die prozentuale Wasserhallefähigkeit C₁, als Wassergewicht oder Wasservolunien je Volumeneinheit der Bodenprobe bestimmt, so wie es in Beispiel 1 erläutert worden ist.

Das gesamte drainierbare Porenvolumen und damit die prozentuale Luftaufnahmefähigkeit wird wie folgt bestimmt:

Die einzelnen Pflanzbehälter werden unter Abdekkung der Drainagelöcher sorgfältig bis einschließlich der Bodenoberfläche geflutet, wobei die Behälter zur Seite geneigt werden, während sie auf der Unterseite bewässert werden, um so die Luft vollständig auszutreiben. Gemäß einer anderen Ausfcihrungsform werden die gefüllten Pflanzbehälter in einen Bottich mit Wasser oder Düngerlösung bis zu einer solchen Tiefe eingesetzt, daß der Behälter bis zum Bodenpegel völlig bedeckt ist. In jedem Fall läßt man die Pflanzbehälter vollgeflutet über Nacht (16 Stunden lang) stehen, um sicherzugehen, daß die gesamte Luft ausgetrieben wird. Anschließend werden sie im vollbewässerten Zustand gewogen. Nach der Drainage werden sie wiederum gewogen. Die Gewichtsdifferenz ist das drainierbare Porenvolumen bei einem Saugdruck 0 (wobei das spezifische Gewicht von Wasser mit 1 angenommen wird). Das Luftaufnahmevermögen Cj ist dann der Quotient aus drainierbarem Porenvolumen in cm¹ und dem Volumen der Bodenprobe in cm¹.

Für Hydrogele mit sehr hohem Wasseraufnahmevermögen wird eine kleine Abänderung getroffen. Anstatt daß man das Gewicht der Pflanzbehälter im drainierten Zustand nach einer Vollbcflutung über Nacht von dem voll mit Wasser gesättigten Gewicht abzieht, wird em im Gleichgewicht nach normaler Bewässerung erzieltem Gewicht verwendet. Dies ist erforderlich, weil Gele mit hohem Wasseraufnahmevermögen manchmal während des Beflutens über Nacht mehr Wasser aufnehmen und sich daraus nicht reproduzierbare Ergebnisse ergeben. Die Werte für X., und X_u werden in der vorstehend erläuterten Weise berechnet, d. h. die Gewichtsdifferenz zwischen der Bodenprobe mit Verbesserungsmittel und der Kontrollprobe je Gewichtseinheit zugesetztes Verbesserungsmittel beim Wasser und die Volumendifferenz für die Luftaufnahme je Gewichtseinheit Verbesserungsmittel für den entsprechenden Luftwert.

Als erfindungsgemäßes Verbesserur.gsmittel Nr. 4 wird ein vernetztes Copolymerisat aus Kaliumacrylat und Acrylamid mit einem Verhältnis der Monomereinheiten von Kaliumacrylat zu Acrylamid von 0.387 verwendet, was einem Verhältnis von einer ionischen Gruppe suf etwa drei neutrale Gruppen entspricht. Dieses erfindungsgemäße Verbess' ungsmittel wurde mit zwei verschiedenen Teiichengröber eingesetzt. Ais Boden dieme eine Mischung aus 2 Volumenteilen Ackerkrume auf 2 Volumenteile Torfmull und 1 Volumenteil Perlit (nachstehend als Type 2-2-1 bezeichnet). De Pflanzbehälter hatten einen Durchmesser ion 16,5 cm und enthielten jeweils 600 g (1200cm^J) Bodenmischung. Das erfindungsgemäße Verbesserungsmittel wurde in einer Menge von 3 g je Behälter 2,5 g/Liter Boden) eingesetzt. Jeder Behälter wurJe siebenmal mit 500 ml Leitungswasser gewässert und zwischendurch ließ man bis zur Erreichung des Gleichgewichts überschüssiges Wasser ablaufen. Jeder in der nachstehenden Tabelle V angegebene Wert entspricht dem Mittelwert der Messung von zwei Behältern.

Tabelle V

	l*'nüvolumen	W;isser je	52.3	v„	LuIt je	C1,	v„
	üriiiniertes	IJehiiller			Behälter
	Wasser		63,0
	cm'	V-		p/B	cm		cm Vg
Konlrollprobc	1075	562		_	125	11.6	_
(Mischungslypc 2-2-1)
Bodenprobe,	1290	813		S3	141	10,9	5.3
Mischungslypc 2-2-1			58.0
+ Vcrbcsscrungsniitte! Nr. 4 als
Pulver
Teilchengröße: -40-Masjhensicb
Bodenprobe,	1290	74X		62	217	16,8	30.7
Mischungstype 2-2-I
+ Verbcsserungsniitlel Nr. 4 als
Granulat
Teilchengröße:
Fraktion /wischen - IO und
+· 40-Maschcnsicb

Die vorstehenden Daten /eigen, daß das erfindtingsgcmäUc Vcrbcsscrungsmittel in Cininulatform verglichen mit der feinen Pulverform /war mir geringfügig weniger wirksam bezüglich der Verbesserung der Wasserhaltefähigkeit dieses reichen organischen Bodens, aber wesentlich virksamcr bezüglich der Erhöhung des Liiftaufnahmcvermögcns ist.

Beispiel b
(Vergleichsbeispiel)

Man arbeitet wiederum mit Pflanzbehältern. v,ic in Beispiel 5 beschrieben, und die durchgeführte Versuchsanordnung soll das Stabilitätsverhaltcn stark ionischer Polyelekirolytc in bezug auf nacheinander fugende

Bewässerungen erläutern. Das untersuchte Verbesse· rungsmittel Nr. ^r> wurde in I orni eines Hydrogels verwendet, welches etwa drei ionische Gruppen je niehtionische Gruppe enthielt. Das vernetzte Cop»· Ivmerisat aus Kaliumacrylat und Acrylamid hatte ein Verhältnis der Monomereinheiten von Kaiiumacr\liil zu Acrylamid von 2.82.

Das Bewässern der Pflanzbehälter erfolgte zunächst mit Leitungswasser und anschließend mit Stanclad-Düngerlösung. Als Bodenprobe diente eine Mischung aus Ackerkrume. Torfmoos und Perlit im Volumein :v haltnis 2:2:1. Die Pflanzbehälter hatten einen Durchmesser von Ib.¹) cm. Sie enthielten bOCi g der

betreffenden Bodenmassc (1200 cm¹). Das Bodenverbesserungsmittel Nr. ^r> wurde jedem Topf in einer Menge von ¹Jg zugesetzt, was etwa 4,2 g je Liier Hodenprobe entspricht. Die ersten vier Bewässerungen wurden nur mit Leitungswasser durchgeführt und danach wurden die Messungen an der Hodenprobe durchgeführt Anschließend wurde sechsmal mit einer Düngerlösung gewässert (Standard Peter-Lösung, die 200 TpM Stickstoff enthält). Diese Düngcrlösung wurde in einer Menge von 1,J2 g/Liter Bodenprobe angewendet. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle Vl wiedergegeben.

Libelle Vl

I mlwilumcn W.isser

LlIl

I 15(1

Hi(H)

1100

6H6

Kontrollprobe

(Mischungstype 2-2-1)

nach 4ma!igeni Bewässern mit

Leitungswasser

Bodenprobe

+ Vcrbesserungsmiitel Nr. 5

nach 4 mal ige m Bewässern mit

Leitungswasser

Kontrollprobe
(Mischungstype 2-2-1) nach
-Imaligem Bewässern mit
Leitungswasser und 6nialigcm
Bewässern mil Slandard-Peterl.ösung
Bodenprobe

+ \ erbesserungsmittel Nr. 5
nach 4maligem Bewässern mit
Leitungswasser und 6maligem
Bewässern mit Standard-Peter-Lösune

Die Meßwerte zeigen.daß bestimmte Polyelektrolyte wesentlich in ihrer Wasserhaltefähigkeit beeinträchtigt werden, nachdem sie mit einer Standard-Düngerlösung

Bclulk-i

675 5X.7

MIU

\ , I Uli K- (

Mt.-h.iUcr

u/i: fin

Γ-Ν

(-2.4

12.0

21.1

12.1

742 M).5

24.4

in Berührung gekommen sind. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, daß der Wert X» von zunächst 87 g H.O'g Polymer auf 22 g H.O/g Polymer absinkt.

Beispiel 7

Die Versuchsanordnung von Beispiel 5 mit Pflanzbehältern wird auch hier angewendet. Als Bodenprobe dient eine übliche Gewächshausmischung aus Ackerkrume. Torfmull und Sand im Volumenverhältnis 1 : 1 : 1. Die Pflanzbehälter mit einem Durchmesser von 16.5 cm werden jeweils mit 735 g der Bodenmischung (1200 cm³) gefüllt. Die Bodenmischung enthält ein Bodenverbesserungsmittel in Mengen von 0 g, 4,5 g (3.5 g/Liter) oder 7.5 g (6,3 g/Liter). Die entsprechende Menge an Bodenverbesserungsmittel wurde vorher mit der Erde vermischt. Ais Bodenverbesserungsmittel Nr. ö dieme ein venetztes Copolymerisat aus Kaliumacrylat und Acrylamid mit einem Verhältnis der Monomereinheiten von Kaliumacrylat zu Acrylamid von 0.348. Das entspricht etwa einer ionischen Gruppe auf drei niehtionische Gruppen. Die Bewässerung der Pflanzbehälter erfolgte in der nachstehenden Weise: Zunächst drei Bewässerungen mit je 500 ml Leitungswasser, anschließend zwei Bewässerungen mit je 500 ml der Peter-Lösung als Standard-Düngerlösung. Nach jedem Bewässern ließ man den Pflanzbehälter 6 Stunden lang drainieren. Die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Werte sind Durchschnittswerte von je drei Fflänzbehäliern. Die Messungen wurden nach Bewässern mit der Düngerlösung durchgeführt Die Ergebnisse sind in Tabelle VII zusammengestellt.

Tabelle VII

24

kontrollprohe

((iewiichshausmisc hung)

Bodenprobe

t 3,Xg/l.iler

NerhesserungsMiillel Nr fi

Bodenprobe
t ί>.Λμ/Ι ilc-r
Verbesserung-millel Nr 6

I ndvnlumcn	W;isscr ic	(.,
ilr.iinicrlcs	licli.illcr
Vk'i| SSC Γ
cm	μ
1043	355	67
1.102	547	71

1507

70S

μ/μ

43

47

I lilt ic C,

Hchiiller

152

186

6,6

11.7

12.3

Die Werte \iin Tabelle VII besungen, iliilt der Zusal/ eines erfindungsgemäHen Budcnv crbesserungsmntels si'uolil das Wasserhaltig ei mögen als auch das l.uftauf nahmevermogen dieses stark organischen Hodens in beiden angewendeten Kon/eniralionen wesentlich \ erbessert. Außerdem /eigi ein Vergleich mit Beispiel 6, dall der erfindtingsgemaHe l'olvelektrolvt nach der Bchancllung mit der Diingerlösung einen wesentlich höheren Wert Λ für das Wasserhaltevermögen zeigt als der Vergleichs-PoIv elektrolyt mil einem hohen Verhältnis von ionischen /u nichtiimischen Gruppen.

I! e ι s ρ ι e I K

I.s wircl wiederum die Ver'suchsanordnung mit Pflan/behältern gemäß Beispiel 5 verwendet. Als Bodenprobe diente eine Mischung aus zwei Volumenteilen Torfmoos, ein Volumenteil Vermiculit und ein Volumenteil Perlit sowie löslichen Düngemitteln. Jc 210 g der Bodenmischung wurden mit dem Bodenverbesserungsmittel in Mengen von 0 g. 4,5 g (3.8 g/Liter) oder 7.5 g (6,3 g/l.iter) vermischt und dann in die Pflanzbehälter mit einem Durchmesser von 16.5 cm eingefüllt. Bei dem Verbcsserungsmittel Nr. 7 handelte es sich um ein vernetztes Copolvmcrisat aus Kaliumacrylat und Acrylamid mit einem Verhältnis der monomeren Einheiten von 0,348. Die Bewässerung erfolgte sechsmal mit jeweils 500 ml Leitungswasser. Die in der nachstehenden tabelle VIII angegebenen MeBw erle sind die Mittelwerte von jeweils fünf Behältern.

Tabelle Vl

Kontrollprobe
(Mischungstype 2-2-1)

Bodenprobe
+ 4g/Liter

Verbesserungsmittel Nr. 7
Bodenprobe
+ 6.4 g/Liter
Verbesserungsmittel Nr. 7

I-.nilvoluiiicn	W .isser	IC ( :,
dr,liniertes	Hehallei
W asser
(111 '	g
1 150	357	62
1460	599	68
> 1595*)	766	74

g/l!

54

55

l.ul't ic
Behälter

218
408

>478*)

19 28

>30*)

*) Während der Besl mniung des ( -Wertes quoll die Bodenprobe über den Topfrand.

Die Werte von Tabelle VIII bestätigen, daß diese Erdmischung, welche reich an Krümelbildnern ist. bezüglich des Luftaufnahmevermögens und der Wasserhaltefähigkeit durch ein erfindungsgemäßes Bodenverbesserungsmittel wesentlich verbessert wird. Darüber hinaus zeigt sich, daß die Menge an zugesetztem Verbesserungsmittel nicht wesentlich ist, da bei beiden angewendeten Konzentrationen ein Boden mit ausgezeichneten Eigenschaften erhalten wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Wassermenge je Behälter erhöht wird, wenn eine höhere Konzentration an Verbesserungsmittel verwendet wird.

Beispiel 9 (Vergleichsbeispiel)

Bei diesem Vergleichsbeispiel wird auch mit Pflanzbehältern gearbeitet, wie in Beispiel 5 beschrieben. Es erläutert, daß verschiedene im Handel erhältliche polymere Verbesserungsmittel nicht in der Lage sind,

bei Pflanzbehälter!! sowohl das Luftaufnahmevermögen als auch die Wasserriaitcfähigkeit zu vcrbesssern. Als handelsübliche Verbesscriingsmittcl wird das Verbcsserungsmittel Nr. I von Beispiel I verwendet sowie ein Vcrbesserungsmittel Nr. 8, wobei es sich um ein vernct/tes teilweise hydrolysiertes Polyacrylamid handelt, das zu etwa 40% hydrolysiert ist und dessen Teilchengröße kleiner ist als der Maschenweitc eines 100 Maschen USSlandard-Siebcs entspricht. Es handelt sich dabei um ein Produkt der F irma The Dow Chemical Company.TypcCielgartl Xl) I 300.

Die Pflanzbehälter von Ib,¹) cm Durchmesser werden jeweils mit 506 g (etwa 1200 cm') einer Krdmischiing aus Ackerkrume. Torfmoos und Perlit im Volumenverhaltms 2:2:1 gefüllt Ks handelt sich als dabei um einen reichen organischen Boden. Zu acht Pflanzbehältern «erden 15 g Verbesserungsmittcl Nr. I je Topf , !gesetzt (12,5 g/(.iter Hodenmischung) und zu weiteren acht Topfen werden je 3.5 g Verbesserungsmittel Nr. 8 je Topf zugesetzt (2.4 g/l.iter Bodenmischung). Die in der nachstehenden Tabelle IX angegebenen Meßwerte sind Mittelwerte von jeweils acht Behältern, leder Behälter wird siebenmal mit 500 ml Leitungswasser bewässert und zwischen den einzelnen Bewässerungen lädt man bis /u Einstellung des Gleichgewichts dividieren. Die angegebenen ('.,-Werte werden jedoch berechnet, wie es in Beispiel I für das Koloi.nenverfahren angegeben ist.

Kontrollprobe
(Mischungstype 2-2-1)

Bodenprobe

( Verhesserungsmittel Nr. I

Hodenprobe

l· Verbesserungsmittel Nr. X

l.nilvolumen	Wasser ic	(„
il ruiniertes	Hell.iller
Wasser
cm'	μ
IKIO	6.V)	5X.I
12X6	SOl	62,5
13X0	%ft	71.4

μ/μ

Il

I nil ic C₁,
liehaller

ein'

117 16,1

IX') 14,7
KW 7,')

O₁X
( I'))

Die vorstehenden Meßwerte zeigen, daß man mittels bestimmter Bodenverbesserungsmittel zwar die Wasserhaltefähigkeit in großem Ausmaß erhöhen kann, daß aber das l.uftaufnahmevermögen des Bodens nicht verbessert oder sogar verschlechtert wird.

Beispiel 10

Ks wird mit der Methode von Beispiel 5 mit Pflanzbehälter gearbeitet. Es werden fünf verschiedene Bodenverbesserungsmittel miteinander verglichen:

Verbesserungsmittel Nr. 9:

Ein Kaliumpolyacrylat mit einem Kaliumgehalt von 30 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymerisat (Handelsprodukt der Firma Toho Rayon Company).

Verbesserungsmittel Nr. 10:

Ein mit hydrolysiertem Polyacrylnitril gepfropftes Copolymerisat auf Stärkegrundlage (Handelsprodukt der Firma General Mills, Typ SPG-5025).

Verbesserungsmittel Nr. 11:

Ein wasserunlösliches Alkalimetallcarboxylatsalz eines Pfropfcopolymerisats von Stärke und Acrylnitril in Granuiatform, welches durch Versehen eines Stärke-Acryinitrüpfropfcopoiymerisats mit einer wäßrigen alkoholischen Lösung erhalten worden ist(vgl. US-PS 36 61 815).

Verbesserungsmittcl Nr. 8:

Wie vorstehend bereits beschrieben.

Verbesserungsmittel Nr. 7:

Gemäß der Erfindung, wie vorstehen'' bereits beschrieben, mit einem Monomcrenverhältnis Kaliumacrylat zu Acrylamid von 0,348.

Es wird eine Erdmischung des Typs Standard-Cornell (Torfmull, Vermiculit und Perlit im Volumenverhältnis 2:1 : I) verwendet, welche noch verschiedene Düngcmittelkomponcnten einschließlich Kalk enthält (vgl. Cornell Recommendations for Commercial Floriculture Crops, April 1974, Seite 3, Cornell University Press), leweils 130 g(1200 cm¹) dieser Erdmischung werden gut mit 5 g (4,2 g/Liter Boden) der Bodenverbesserungsmittel vermischt und dann in Pflanzbehälter von 16,5 cm Durchmesser eingefüllt, leder Behälter wurde insgesamt zwanzigmal bewässert und zwar sechsmal mit je 500 ml Leitungswasser und vierzehnmal mit je 500 ml Standard-Peter-Düngerlösung. Nach jedem Bewässern ließ man mindestens acht Stunden lang frei drainieren. Um normale Wachstumsbedingungen zu simulieren, wurden alle Behälter viermal vor der Bewässerung bis zu einem normalen Standard ausgetrocknet. Selbstverständlich nimmt die Salzkonzentration der Bodenlösung in dem Maß zu, wie der Boden austrocknet. Kurz vor der Messung wurden alle Töpfe dreimal mit Leitungswasser e°wässert, um die auf diese Weise angesammelten Salze auszulaugen. Die in der nachstehenden Tabelle X aufgeführten Werti: sind Durchschnittswerte von drei Behältern je Behandlung.

abelle X

Kontrollprobe

Bodenprobe

t- Vcrbesserungsmittcl Nr. 7

(Krfindung)

Hodenprobe

VerbcsseriingsTiiltel Nr. 9
(Vergleich)

Bodenprobe

ί Verbesscrungsmittel Nr. 10

Hodenprobe

t Verbesserungsmitte! Nr. 11

(Vergleich)

Bodenprobe

f Verbesserungsmittel Nr. X

(Vergleich)

I iukolumer.

ilrainicrlcs

Wasser Wasser ie ( „
llcliältei

1272

1272

1241 71.1

\„

g/g

M)

S7O (iH.4

89(> 7( 1.4 13

88(i 71.4 12

7S.¹ 41

lull ic
Heh.iller

172
2b7

228
IK)
Ki2
\M)

14.7 20.0

17.')

au 7 U

I λ Ι ι 2)

Die vorstehenden Werte betätigen, daß sich nur mittels des erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmiltels sowohl die Wasserhaltefähigkeit als auch das l.uftaufnahmcvermögen wesentlich verbessern lassen.

Hei spiel It

In diesem Heispiel werden die V-Werte. el. h. die Aufnahmewerte der Gleiehgewiehtslösungen. einer Λη/alil im llaiulel erhältlicher bekannter Bodetuerbesseriingsmittcl auf Polymerbasis mit einem erfindungsge-

Hi mäßen Verbesserungsmittel verglichen. Hier/u dienten die in Heispiel 10 beschriebenen, im Handel erhältlichen Verbesserungsmittel Nr. 8, 9, 10 und Il sowie das in Heispiel 10 beschriebene erfincliingsgeniäße Verbesserungsmittel Nr. 7. Die .V-Wertc wurden gemäß der

ι, folgenden Formel berechnet:

(iewicht iles gequollenen Pohmers (icwicht des trockenen Polymer:· Gewicht des trockenen Polymers

Der Versuch wurde in der folgenden Weise durchgeführt: |edc getrocknete entwässerte Polyir.erprobc wurde mit der entsprechenden Lösung kontaktiert und in dieser über Nacht leicht gerührt. Anschließend wurden die mit Wasser aufgequollenen Polymerteilchen abgefiltert und gewogen. Aus diesen Meßwerten wurden die Werte für .V gemäß der vorstehenden Formel berechnet.

Ein wirksames Bodenverbesserungsmittel muß eine geeignete chemische Zusammensetzung aufweisen, so daß es in Gegenwart der in der Bodenlösung vorhandenen mehrwertigen Ionen nicht irreversibel vernetzt wird und damit seine Wasseraufnahmefähigkeit verliert. In der nachstehenden Tabelle XI sind die gemessenen Gleichgewichtswcrte Λ' der vorstehend angegebenen polymeren Verbesserungsmmel in Ι.·.ι··ιιη-gen angegeben, welche CaCI; in entionisiertem Wa^ er enthalten. Die Konzentrationen von 3b TpM Ca · entsprechen der Durchschnittskonzentration m Leitungswasser. Die Konzentrationen an 500TpM Ca^- · entsprechen der üblichen Konzentration in Bodenlösungen. Um zu zeigen, daß die betreffenden polymeren Bodenverbesserungsmitt ' durch das Calcium irre\ersibel vernetzt worden sind, wuden die in den Calciumlösungen aufgeschwollenen Polymeren abgefiltert und dann über Nacht in überschüssigem entionisiertem Wasser eingeweicht, worauf die Werte Λ erneut bestimmt wurden. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle Xl zusammengefaßt.

Tabelle Xl

llüssigkcil

(gemäli l-rlindunu)

Nr. 7 (Vergleich)
Nr. ')

Nr. 10

Nr. 1

Nr. S

36TpM Ca^rt
500TpM Ca**
36/500-Verhältnis

220 39

17% 120
6

4.8%

I SIl

4 10/
.4 /o

10!	388
9	48
8.9%	12.4

Nach Wäsche mit enlionisiertem Wasser:
Nach Behandlung mit 36 TpM Ca''
Nach Behandlung mit 500 TpM Ca''

27	37 941	(Vergleich) I	Nr. ld	Nr. Il	Nr. X
Verhcvterungtiiiillel	Nr. 4	365	124	692
IgemäU Krfindung	187	14	16	230
Nr. 7	14
446
143

Die Werte von Tabelle Xl bestätigen, daß nur das erfindungsgemäße Verbesserungsmittel Nr. 7 auch in Anwesenheit einer mehrwertige Ionen enthaltenden Bodemusung seine Wasserhaltefähigkeit behält und nicht irreversibel vernetzt wird. Das Verbesserungsmiitel Nr. 8 zeigt zwar noch eine bemerkenswerte Wasserhaltefähigkeit in einer Lösung, die 500TpM Ca' enihäii. die Beispiele 9 und i0 bestätigen aber andererseits, daß das Luftaufnahmevermögen der betreffenden Bodenproben beinträchtigt wird.

Beispiel 12

Man arbeitet hier wieder mit Pflanzbehältern gemäß Beispiel 5. Gurken der Sorte »Marketer« werden in einer Bodenmischung zum Wachsen gebracht, welche aus Ackerkrume, Torfmull und Perlit im Volumenverhälttiis 2:2:1 besteht. Die Pflanzbehälter wurden mit der Bodenmischung ohne Verbesserungsmitlei, der Bodenmischung mit handelsüblichen Verbesserungsmitteln von Beispiel 1 und der Bodenmischung mit drei verschiedenen erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmitteln beschickt. Bei letzteren handelte es sich um vernetzte Polyelektrolyte mit dem identischen Monomerenverhältnis Kaliumacrylat zu Acrylamid von 0,387. Die drei Proben Nr. 12A bis Nr. 12C zeigten jedoch einen verschiedenen Vernetzungsgrad und daher auch unterschiedliche Wasserhaltefähigkeiten.

Die drei erfindungsgemäßen Verbesserungsmittel wurden in solchen Mengen mit der Bodenmischung vermengt, daß entsprechend ihrer unterschiedlichen Gleichgewichts-Wasseraufnahmefähigkeit für Leitungswasser doch die gleiche Menge durch das Hydrogel gebundenes Wasser je Pflanzbehälter zur Verfügung stand.

ι ~ cn« — /1 inn ——■. i\ ^_n. ο I_n^₄.: ι ι ._ :„

je viuu g \ ι £υυ τ-iii j uv:i uuuuiillliaiiiuiigcii v> ut ucii Ulli

dem jeweiligen Verbesserungsmittel vermischt und dann in Pflanzbehälter von 163 cm Durchmesser eingefüllt. Die Verbesserungsmittel wurden für jeden Pflanzbehälter in den folgenden Mengen verwendet: Kontrollprobe Og. Verbesserungsmittel Nr. 1 15 g. Verbesserungsmittei 12A 4 g. Verbesserungsmittel 12B 3 g und Verbesserungsmittel 12C 23 g. Jeder Pflanzbehälter wurde viermal mit 500 ml Leitungswasser gewässert und dann wurden Zwischenmessungen durchgeführt. Anschließend wurden 15 weitere Bewässerungen durchgeführt und zwar abwechselnd mil Standard-Pcter-Düngerlösung und Leitungswasser, so daß im Verlauf von 61 Tagen insgesamt achtmal mit Düngerlösung und siebenmal zusätzlich mit Leitungswasser bewässert wurde. Jeder Pflanzbehälter enthielt eine Gurkenpflanze und die Werte für das Pflanzenwachstum wurden am 43. Tag bestimmt. Die in den nachstehenden Tabellen XIl, XIIII und XIV angegebenen Werte sind jeweils Durchschnittswerte von fünl Pflanzbehältern.

Tabelle XII

Zwischenprüfung der Bodenstruktur nach 5tägiger Bewässerung nur mit Leitungswasser

Kontrollprobe
Bodenprobe
+ 12,5 g/Liter
Verbesserungsmittel Nr. I

Bodenprobe
+ 3,3 g/Liter
Verbesserungsmittel Nr. IM
Bodenprobe
+ 2,5 g/Liter
Vcrbcsserungsmitte! Nr. 12B

Gleichgewichts- Endvolumen Wasser je C₁₁

wert .V für lirainierlcs Behälter

Wiisserhiilte- Wasser

fiihigkcit

(Leitungswasser)

cm' g % V_n LuH je (\ Behälter

g/g

0 20

305

470

1017 1166

1224

1165

615 719

908

869 60.5 61,7

74,2

74.6

85

163 210

73 355

16 18

315

Bodenprobe
+ 2.1 g/Liter
Verbesserungsmitiel Nr. 12C

(Jleichgewichts- iindvolunien Wasser je (".. wen V tür drainiertei Behälter

Wasserh.ilte- Wasser

lähigkeil
(Leitungsw. isser)

cm' g

A₁,

g/g

533

1165

868 74,5

101

Lull je („
Behälter

280 24

Tabelle XIII

Pflanzenwachstum nach 43 Tagen

Konimllprobc

Bodenprobe + 12.5 u/Liter Verbcsserungsniittel Nr. I Bodenprobe + 3.3g/Liter Verbesserung.sniitiel Nr. Ι2Λ Bodenprobe + 2.5g/Liter Verbesserungsmitiel Nr. I2B Bodenprobe + 2.1 g/Liter Vcrbesscrungsniittcl Nr. 12C

Tabelle XIV

Kndprül'ung der Bodcnstruktur nach 61 Tagen

Λη/ahl von	Anzahl von Blättern
Trieben	mit einer Länge von
	>l,3cm an den
	Trieben
2.2	1,6
3.6	1.8
5.6	8,6
5.2	6.2
5.0	7.2

Kontrollprobe
Bodenprobe
+ 12.5 g/L ilcr
Verbesserungsmitiel Nr. I

Bodenprobe
+ 3.3g/l.itcr
Verbesscrungsniittel Nr. 12 Λ

Bodenprobe
+ 2.5 g/Liter
Verbesscrungsmittel Nr. I2B

Bodenprobe
+ 2.1 g/Lilcr

Verbesserungsmittcl Nr. I2C

r.ndvnlumcn	Wasser ic	< „
drainierles	Behälter
W asser
cm'	g	'■„
1016	589	58.0
1205	666

Lull je
Behälter

g/g

1252

1205

1202

57.4 3i

57.6 35

102
193

225
205

10
16

18

17

56.9 38 192 16

Aus den Daten für das Pflanzenwachstum ergibt sich eindeutig die Verbesserung der Bodenqualität. Die Anzahl der Triebe bat sich ganz signifikant um 150% und die Anzahl der Blätter mit einer Länge von mehr als 1.3 cm an den Trieben hat sich um 400% gegenüber der Kontrollbodenprobe verbessert. Insbesondere wird aus den Daten ersichtlich, daö das Pflanzenwachstum durch die crfindungsgemäHcn Bodenverbesserungsmittel in dramatischer Weise verbessert wird

Beispiel Ii

Man arbeitet nut Pflanzbehältcrri wie in Beispiel 5. Ls wire! der Linfluß eines crfindiingvgcmäßen Vcrbesscrungsmittels Nr. 13 mit einem Monom-jrenverhältnis von Kaliumacrylat zu Acrylamid von 0,348 und des handelsüblichen Verbesserungsmittels Nr. 1 von Beispiel I in bezug auf das Wachstum von Stangenbohnen (Phaseolus vulgaris) bestimmt. Als Bodenmischung dient eine im Handel erhältliche Mischung für Pflanzungen in Gewächshäusern aus 45 Volumenprozent Torfmull, 40 Volumenprozent Holzspäne und Rindenteile, 10 Volumenprozent Bimsstein und 5 Volumenprozent Sand und zusätzlichem Düngemittel, Jeder Behälter von 16.5 cm Durchmesser enthielt J20 g (1200 cm¹) der Bodcnmischung und eine Bohnenpflanze. Nach vier Bewässerungen mit jeweils 500ml Leitungswasser wurden die

ersten Messungen vorgenommen. Anschließend erfolgten neun weitere Bewässerungen mil je 500 ml •Leitungswasser und dann noch zwei zusätzliche Bewässerungen mit je 500 ml Standard-Peter-Düngerlösung. Das handelsübliche Verbesserungsniittel Nr. I wurde jedem Behälter in einer Menge von 10 g (8,3 g/Liter Boden) zugesetzt. Das erfindungsgemäQe Verbesserungsmittel Nr. 13 wurde jedem Behälter nur in einer Menge von 2 g (1,7 g/Liter Boden) zugesetzt. Insgesamt wurde das Pflanzenwachstum über 45 Tage verfolgt. Sobald die Pflanzen zum Blühen kamen. wurden alle Behälter siebenmal bewässert, um eine vollständige Sättigung sicherzustellen, und dann wurde die Oberfläche mit einem Kunststoffilm abgedeckt, um weitere Verdunstungsverluste zu vermeiden. Schließlich

ί ließ man die Pflanzen verwelken. Bei dem ersten Anzeichen des Verwelkens wurde in jedem Behälter der Wassergehalt bestimmt und dann mit der Kontrollprobe verglichen. Die in den nachstehenden Tabellen XV und XVI angegebenen Werte sind Mittelwerte von fünf

in Pflanzbehältern.

	Tabelle XV	Kndvolumcn	Wasser je	595	C,	V1,	Lull je	210	C.,	V1,
		drainicrlcs	Bchiiltcr	715			Behälter	230
1		Wasser
I		LiVi'	έ	716	7„	g/g	v.m;	265	""	Cin Vg
S			(nach viermaligem Bewi		issern mit		Leitungswasser)
		1005	Reife. 45 T	59,7	-		21	-
K-	Kontrollprobc	1091	60!	64,8	12	144	21	2
	Bodenprobe		671			190
	+ Verbesserungsniittel Nr. I	1059		67,6			25	28
	Bodenprobe		684			237
	+ Verbesserungsmitlei Nr. 13	(nach voller		agc)
		962	62,5	-	15	-
	Kontrollprobe	1053	63,7	7	18	4,6
	Bodenprobe
	+ Verbesserungsniittel Nr. I	1076	63.6	42	22	47
Bodennrobe

+ Verbcsserungsmittel Nr. 13

Tabelle XVI	die Pllanzc	W.isscr-	verfügbaren	Wasser-
Erhöhung der lur	menge vor dem Verwelken	hallc-
		lahigkcil	Verfügbares	Unter
		Wasser ver	schied
	■'/„	braucht durch
	36.6	die l'llan/e ic
	42,4	Behälter
Kontrollprobc		352	...
Bodenprobe		446	+ 27
+ Vcrbcsscrungs-
miltcl Nr. I	42.0
lOg/Hchültcr
Bodenprobe		452	+28
+ Vcrbesserungs-
miltcl Nr. 13
2g/Heh:ilter

Diese Daten bestätigen, wie sehr das l.uftaufnahmrvcrmögen und die Wasserhaltcfähigkcit während des Wachstums der Bohnenpflanzen über lange Zeiträume durch das crfindungsgemäßc Hodcn/usatzmittel verbessert werden Diese Verbesserungen zeigen sich selbst dann, wenn das n:iindungsgemäi> Bodcnzusatzmittel nur in sehr geringer Konzentration angewendet wird, nämlich ein Fünftel der Menge, mit der das Bodenverbesserungsmittel Nr. I angewendet worden ist. Die Meßdaten bestätigen ferner, daß das vom erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel sorbiertc Was: r für die Pflanzen in einem hohen Prozentsatz zur Verfügung steht. Etwa 2 g des erfindungsgemäßen Bodcnvcrbesscrungsmittels vermögen etwa 100 g zusätzliches Wasser aufzunehmen, das die Pflanze vor dem Verwelkungsstadium auch für ihr Wachstum nutzen kann.

Beispiel 14

Es wird das Wachstum von Tomatcnpflanz.cn der Sorte »Big Boy« mit und ohne Zusatz des erfindungsgcmaßen Bodenverbcsserungsmiltcls Nr. 13 geprüft. Als Boden dient eine Mischung aus Ackerkrume, Torfmull und Sand im Volumenverhältnis I : 1 : I. Es wurden im Handel erhältliche Behälter aus Prcßfascr mit den Abmessungen 14 χ 19,7 χ 7 cm verwendet. Jeder Behälter enthielt 853 g (I 200 cm¹) Bodenmischung und jeweils 12 umgesetzte Tomatenpflanzen. Insgesamt wurden für diesen Versuch zehn Behälter mit insgesamt 120 Tomatenpflanzen verwendet, wobei fünf Behälter zur Kontrolle dienten und fünf Behälter jeweils 7,5 g erfindungsgemäßcs Verbcsserungsmittel Nr. 1 } enthielten, was 6,1 g/Liter Boden entspricht. Die Bchiiltcr wurden je nach Bedarf während der insgesamt b0 lage währenden Wachstunisperiode gewässert und entsprechend nach Bedarf mit Standard-I'cter-Düngerlösung behandelt. Nach 60 Tagen wurden alle Tomatenpflan-/en nochmals sorgfältig diirchgewiissert und dann ließ

man sie stehen. Die Kontrollpflanzen verwelkten innerhalb von vier Tagen, die Pflanzen mit dem erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel aber erst in sieben Tagen, was einer 75prozentigen Verbesserung entspricht. Nach dem Verwelken wurden die Pflanzen in Bodenhöhe abgeschnitten, im Ofen 24 Stunden lang bei I IO°C gcfocknet und dann gewogen, um so eine Bewertung für das Ausmaß des Wachstums zu erhalten. Die 60 Kontrollpflanzen hatten im Durchschnitt ein End-Trockengewicht von 0,71 g je Pflarz.e. Die 60 Pflanzen mit dem erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel hatten jedoch ein entsprechendes Trockengewic!"ii von 0,92 g je Pflanze, was einer Verbesserung von 30% entspricht Hieraus ist ersichtlich, daß besser gewachsene Pflanzen in einem Boden gezüchtet werden können, der ein erfindungsgemäßes Bodenverbesserungsmittel enthält und daß diese Pflanzen auch imstande sind, längere Zeiträume zwischen den einzelnen Bewässerungen zu überstehen, ohne daß sie verwelken.

Beispiel 15

Drei verschiedene Chrysanthemenarten wurden in einer Bodenkontrollprobe und einem Boden gezüchtet, der das erfindungsgemäße Verbesserungsmittel Nr. 13 enthielt. Die Bodenmischung bestand aus 3 Volumentei-

Tabellc XVII

Tage bis /um Verwelken len Torfmull. 2 Volumenteilen Perlit. 2 Volumentei'en Vermiculit und 2 Volunenteilen Sand. Die Chrysanthemen wurden in Plastikbehältern von 20 cm Durchmesser gezüchtet, welche jeweils 1445 g der ßodenmischung enthielten (2600 cm¹). In jeden Behälter wurden drei mit Wurzeln versehene Setzlinge der folgenden Chrysamhemenarten eingesetzt: »Grandchild«. »White Grandchild«, und »lllini Spinningwheel«. Für jede Chrysanthemenart wuden 18 Behälter verwendet, so daß für diesen Versuch insgesamt 162 Pfljr./en eingesetzt wurden. Die Hälfte der Behälter diente fur Kontrollmessungen, die andere Hälfte enthielt jeweils 10 g des Verbesserungsmittels Nr. 13 (8,3 g/Liter Boden).

Die Pflanzen wurden im Freiland gezogen und neun Wochen lang durch Regen oder durch Sprühen gewässert. Anschließend wurden sie in das Gewächshaus verbracht, um ihr Verhalten an Ort zu prüfen. Nach einer sorgfältigen Bewässerung ließ man alle Pflanzen verwelken. Die Verwelkungszeit Wurde zu demjenigen Zeitpunkt bestimmt, wenn die Blätter uereiis verwelkt waren und die Blüten anfingen zu verwelken. Die Zeit bis zum Verwelken ist selbstverständlich für den beriiTsmäßigen Blumenhändler von außerordentlicher Bedeuning. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle XVIl zusammengefaßt.

	("hrys;	inlhoniL'iiart	»While
	"lllini'	< »Grand	(iranU-
		child«	child«
			X
Kontrollprohe	4	X	13
Bodenprobe	7	13
+ Verbesserungs
mitlei Nr. 13			+ 63
l'ro/cnluiilc	+ 75	+ 63
Verbesserung

Die vorstehenden Daten zeigen die außerordentlichen Verbesserungen, welche bezüglich der Verwelkungszeit von wertvollen Blumenarten erzielt werden können, wenn man der Boden, in dem sie wachsen, mit einem erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel behandelt.

Beispiel 16

Es werden /.wc; verschiedene Wcihnachtsstcrnsortcn, nämlich die Sorte »Eckespoint C-I Red« und die Sorte »Daik Red Annette Hegg« in einer Bodenmischung des Corncll-Typs gezüchtet, die aus Torfmull. Vermiculit, Perlit und ein Liter Ackerkrume je J5.24 Liter der fertigen Mischung besteht. Die Wachslumsvcrsuche werden mil einer Kontrollprobe, mil cinr Probe, die zusätzlich das bekannte Verbcsscrungsmittel Nr. I von licispiel I und einer Probe, die zusätzlich das erfindungsgemäßc Vcrbcsserungsmitiel Nr. I j enthält, durchgeführt. Bei diesem Wachstiimslcsi sollten die l'flanzenstöckc an .-.ich gezüchtet werden, man wollte aber keine blühenden Pflanzen für den Verbratichcrmarkt erhalten. Das Erfolgskriteritim für diesen Wachstumsversuch war daher die Anzahl von Ablegern mit einer Länge von mehr als 5 cm und die Gcsamtanzahl der gebildeten Zweige.

Für jede Sorte wurden 12 Behälter verwendet. Jeder Behälter mit einem Durchmesser von 16.5 cm enthielt 186g der Bodcnnisehung (1100cm') und eine Weihnachtsstcrnpflan/e. Bodenverbesserungsmittel Nr. 1 wurde in einer Konzentration von 8.8g je Behälter (S.O (,/Utcr Boden) und in einer Konzentration von 13.2 g je Behälter (12 g/I.her Boden) geprüft Das erfindungsgemäße Bodcnverbesscrungsmulcl Nr. 13 wurde nur in einer Konzentration von 4.4 g je Behälter (4 kg/m¹) untersuch·. Das Bewässern erfolgte je nach dem Erfordernis. Gewöhnlich in Form der Standard-Pctcr-Diingcrlösung. jedoch mit einem Gehalt von 250 T[) M Stickstoff entsprechend (tem Typ

N-P.iO-,-K-O

von 2^ri 10-10, Am siebten Ta;. n;i η dem Hinpflanzen wurden die ersten 3 bis 4 cm des neuen Wachstums durch Hand abgeschnitten, um die Bildung von Trieben zu begünstigen, d. h. die als Ableger vcrwendDaren Zweige. Nach 2¹^TUgCn wurden die Biälter mit einem im Handel erhältlichen Wiichstumszügler besprüh· und zwar in einer Menge von 3000TpM, um das V¹- ai_hstum

/U regulieren (Trimcthvl^-chloriithylamiiKiMMinHhlond der Firm.ι American (\anamid Co.). Nach 4"> lügen wurden ulic Triebe mit einer Länge über ti im ills verwendbar abgeschnitten. Die kleineren Zweite, falls sie größer als 2 cm waren, wurden ebenfalls entfernt. Die Anzahl der Triebe oder Ableger und die Anzahl der

Tabelle XVIII

l'llan/ensorle »lickespoinl C-I Red« kleineren /weise wurde ge/ähll. Zusätzlich wurde das Gesamtgewicht der I riebe und kleineren Zweige bestimm!, um auch hieraus eine Bewertung der Wirksamkeit der Bodenverbesserungsmittel vorzunehmen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen XVIII und XIX zusammengestellt

\ ii/.ihl ilcr \ crln-Anleger M'fiin

·(> cm um I? l'll.in/-lieh.illcni

/\\ L¹I^c \ im
I' 1*11.1 lly- -

hch.illern

< ii'siMlll	der	\ erbe
.1!OWkIlI		vetuni
\bleuer	neu
und kloi	Mm
/ueiuc	em
ό Hell.ill

Kontrollprohe Bodenprobe t Xg/I.iter Verbesscrtingsniiltel Nr. 1

Bodenprobe f I2g/I.itcr \ erbcsserungsiiiittel Nr. I

Bodenprobe + 4g/l.iler \ erbesse rungs in it te I Nr. 13

42

\'ergleieh

rlnidung

54 - 24

(>S

(id

( 13

+ IH

122

L¹S

Iahelle XIX

l'llan/cnsorte »Dark Red Annette

kontrollprobe Bodenprobe + 8 g/Liter Y'erbesserune.smittel

Νγ.Ί

Bodenprobe + 12g/Liter Verbesserungsmiitel Nr. 1 Bodenprobe + 4g.'Liter Yerbesserungsmittel Nr.

I egg·«

•\n/.ihl der	\ erbewj-	Vn/.'hl \erbovve-	(|C\	imtuewkh	I \erl·
Λ bleuer	runi:	kleuier runi:	dei	\ bleue ι	runi;
H em mim		/w eiuo Min	und	kloinen
i: PILm/-		i: I'll.ltv-	/wo	ige Min
beli.illern		heli.iltern	<i Be	haltern
85	-	97	133		-
QS"	+ 12	H)S +11	137

N'ergleich

Erfindung

96

112 +32

+21

'.25 +29

177

190

Das bekannte Verbesserungsmittel Nr. 1 führte in der geringeren Konzentration zu keiner wesentlichen Erhöhung der Anzahl der Triebe oder ihres Gesamtgewichts. Nur in der höheren Konzentration zeigte diese; Bodenverbesserungsmittel eine Wirkung, insbesonden bezüglich der Sorte »Eckespoint«. Das erfindungsgemä

27 M 94!

Ik- Vcrbcsserungsmiitcl κ c ι μ l l· daher in einer Konzen ιί<ιtion. du· mir dem drillen I eil des bekannicn Vcrbesscrungsmitlcls entsprach, cmc wesentliche Verbesserung bezüglich des W,κ hstums beider Pflanzen sorten

H cιs ρ ιeI 17

Vier Versiichsfliichcn in l-'orm von erhöhten Saatbct-I, ; mit einer Länge von jeweils 101,bem und zwei Sanireihen je Hell, wobei die Saatreihen einen Abstund von 25.4 cm voneinander hallt-n. wurden für diese Versuchsreihe eingesetzt. Der Hoden Entsprach einem Hoden mit starkem longehalt, wie er beispielsweise in Salinas Valley. Kalifornien vorkommt. Die Stellen fiir das l-.inbringen der Aussaat wurden mittels eines Pflan/stockes hergestellt, hatten eine Hreile von If₁I nini und eine Tiefe von 12.7 mm. In jede Aussaatsk Me wurde ein Salatsamen der Sorte »llartnell« eingelegt. Anschließend wurde eine der nächste

I-'iir die Kontrnllprobe wurde auf jedes Saalkorn an 50 verschiedenen Stellen etwa en halber Teelöffel voll Vermiculit aufgegeben und dann über dem Samen fi-stgedn'ickt. um ein gutes Ausfüllen der gebohrten Locher zu erreichen. Hei der /weiten Bchandlungsweise VMii'de eine Mischung aus Vermiculit und O.O25g trockenes Polymer bei 50 Aussaatstellen aufgebracht. Hei der dritten Behandlimgsvv eise wurde an weiteren 50 Aussaatstellen icweils ein halber Teelöffel voll (2.5 g) eines Hydrogels (etwa 0.01 g Trockenpolymer) aufgebrachl. welches vorher in Leitungswasser voll aufgcc ollen worden war. Hei dem Hvdrogel handelte es sich um das erfindungsgemiiHe Verbcsscrungsmiltcl Nr. 1 J mit einem Monomerverhältnis von Kaliumacrylat /u Acrvlamid von 0.348.

Alle vier Versuchsflaehen wurden dann gleichmäßig nut etwa 12.7 mm Wasser bewässert. Nach vier regenlosen Tagen, gerechnet ab der Aussaat, wurde die Anzahl der Keimungen, el. h. die Anzahl der sich zeigenden sichtbaren Keimsprosse, gezählt. Die Ergebnisse sind nachstehend zusammengefaßt:

Kontrolkniss.iatcii 0.5"

Aussaat mit T rockenform ties

\ erhesserungsniiuels 30"1>

Aussaat mit Hydrogelform des
Verbesserungsmittels 49" ι.

sichtbarer
Keimsproß

sichtbarer
Keimsproß

sichtbarer
Keimsproß

Beispiel 18

Teilchen des erlindtingsgemälJen Verbesserungsmittels Nr. 13 sowie Überzugsmittel in Pulverform wurden entweder trocken oder angefeuchtet in Konzentrationen von 0.5 bis 3 Gewich'^prozeit in einem Kunststoffbeutel heftig miteinander geschüttelt, um auf diese Weise die Polymerisatteilchen mit einem Überzug zu versehen. Die Teilchen des Verbesserungsmitteis entsprachen einer Maschengröße kleiner als ein 10 Maschen US-Standard-Sieb und größer als ein 60 Maschen US-Standard-Sieb. Es wurden insgesamt sieben Versuche durchgeführt und jeweils 3,2 g des mit einem Überzug versehenen Verbesserungsmittels mit 200 cm¹ eines feuchten Ackerbodens vermischt, der mit Torfmull und Humus angereichert war.

Es wurden die folgender, sechs Überzugsmittel geprüft:

1 'berziigsmillel Nr. I. bestand aus sehr stark hydrophoben 'leuchen eines Aerosol siliciumdioxid (Fabrikat i\vv Firma Tuleo. Inc.. North Hillerica. Massachusetts). Diese Kieselsäuretcilchen halten einen nominalen Teilehendurchmesser von 0.007 Mikron, eine theoretische Obcrflächenausdchniing von 325 ITrVg, eine durch Slickstoffadsorption bestimmte Oberfl«· chcüausdehnung von 225 m-Vg und eine Schüttdichte von 0.0480b g/cm'.

Überzugsmittel Nr. 2 war ein hydrophiles Acrosol-siliciumdioxid (I landelsprodukt der Firma Cabot Dorporation. T\ ρ CAH-O-SII. M 5). Diese Kiesclsaurctcilchcn zeigten eine extrem kleine Teilchengröße und eine große Oberflächenausdehnung zwischen 50 und 400 m-7g.

Überzugsmittel Nr. J war ein hydrophobes Aerosolsiliciumdioxid (I landeisprodukt der Firma Cabot Corporation. Iv ρ Silanox H)I)

Überzugsmittel Nr. 4 war ein aus Douglas-Fichten h'.-ross.teü'.cs. !!o!/!!vjh! 'Hi!nd'Ms"r<".!'!k'. d'T F-"irm:i Menasha Corporation. Oregon) mn einer solchen Teilchengröße, daß 99% durch ein 100 Maschen US-Standard-Sieb hindurchgingen. Die Polymerteilchen wurden mit einer 2prozentigcn Poly ν inylalkohollösiing angefeuchtet, um zu erreichen, daß das Holzmehl auf ihrer Oberfläche festhaftet.

Überzugsmittel Nr. 5 bestand aus pulverförmiger Diatomeenfiltererde, die stark hydrophil ist (Handelsprodukl der Firma Johns Manvillc Product Corp.. bekannter Handelsname »Gelite«), mit einer solchen Teilchengröße, daß 99% durch ein 150 Maschen IJS-.Standard-Sieb hindurchgingen.

I iberzugsmittel Nr. b war hydrophober Talkumpuder (Handelsprodukt der Firma Whittaker Clark and Daniels. Inc.) mit ι ncr solchen Teilchengröße, daß 99% durch ein 120 Maschen US-Standard-Sieb hindurchgingen.

Die Wirksamkeit jedes Überzugsmittel wurde im Vergleich mit nichi überzogenem Bodenverbesserungsmittel gemäß der Erfindung geprüft und zwar bezüglich einer Verhinderung der raschen Adsorption von Bodenfeuchtigkeit, wodurch Klumpenbildung hervorgerufen wird. Eine solche Klumpenbildung würde eine homogene Vermischung der Polymerteilchen mit dem Boden verhindern. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der nachstehenden Tabelle XX zusammengefaßt.

Tabelle XX

I 'herzutismitlel

Aufgebrachtes
(^:herzugsmittel.
(iettichlsprozent

Wirksamkeit des mit
(ber/ugsmittcl modifizierten Bndenverbessemngsmutels
Nr. 13 im Vergleich
zu unmodifiziertem
Verbesserunüsmittel

Nr. 1	1/2	sehr viel besser
Nr. 2	1/2	schlechter
Nr. 3	1/2	sehr viel besser
Nr. 4	3	besser
Nr. 5	1	gleich oder ein
		wenig schlechter
Nr. 6	1/2	etwa besser

Obwohl die vorstehenden Vergleichsversuche mit einem erfindungsgernäßeri Bodenverbesserur.gsrnitte! in Form eines vernetzten Copolymerisats aus Kalium-

•4!

acrylat und Acrylamid du ruh μι.· führt worden sind, können auch die verschiedensten anderen vernei/ten Polyelcktmlyte eingesetzt werden, sofern sie die vorstehend angegebenen Bedingungen erfüllen.

Die erfindungsge maßen liodenverbesserungsmillel werden durch die Pflanzen selbst nicht in bemerkenswertem Ausmaß verbrauch!, sondern sie wirken als inerte Komponenten in entsprechenden Pflanzenwuchsmilteln, bis sie die Bodcnlösung absorbieren und damit ein entsprechendes Nahrungsreservoir für die Pflanzen werden.

Da die erfindungsgemaßen Bodenverbesserungsmittel organische um! anorganische Verbindungen und/ oder Lösungen der verschiedensten lösbaren Stoffe in wäßrigen oder organischen Lösungsmitteln innerhalb

ihrer PolymertiKilnx einlagern oder sorbieren und dann ''!-se adsorbierten Mittel wieder an die Umgebung .i. i-'i l'cn können, und da sie auUerdem in der Lage sind, das ! uftaiifnahnievermögen im aufgequollenen Zustund von liodenslrukturen zu verbessern, ergeben sich breite Aiiwcndungsmöglichkeiten auf dem Gebiet der Pflanzenzüchtung und des Ackerbaus. Aktive Stoffe werden durch die unlöslichen Bodenverbesserungsmittel gemäß der Krfindung chemisch nicht beeinflußt und reagieren nicht in merklicher Weise mit diesen. Die erf'mdungsgeniäßen Bodenverbesserungsmittel eignen sijh daher ausgezeichnet dazu, um die an sich ! okannlen I uni.tionen von Wasser und anderen aktiven Stoffen oiler Chemikalien für /wecke des Ackerbaus und der Pflanzenzucht zu verbessern.

I herzu I 1!IaIt /cichnun.uen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Bodenverbesserungsmittel mit einem Gehalt an einem teilchenförmigen Polyeleklrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyelektrolyt durch Vernetzung wasserunlöslich gemacht worden ist, eine Teilchengröße von 74 μΐη bis 2,38 mm aufweist, in Kontakt mit wäßrigen Flüssigkeiten in Hydrogele übergeht, mehr als das Hundertfache seines Eigengewichts an destilliertem Wasser bzw. mehr als das Fünfundsiebzigfache seines Eigengewichts einer Standarddüngerlösung bzw. mehr als das Fünfzehnfache seines Eigengewichts einer 500 ppm Calciumionen enthaltenden Lösung reversibel sorbiert und desorbiert.